一种四足机器人运动状态聚类与自主决策方法，包括以下步骤：（1）记录机器人各足迈步时对应的迈步时间序列进行时域特征提取，记录机器人不同稳定状态时对应的躯干横滚角的变化，进行时域特征提取，并分别将其聚类；（3）建立四足机器人运动性能的综合评价函数；（4）根据综合评价函数，进行四足机器人通过复杂地形的实验，得到机器人自主决策中的相关参数；（5）根据确定的自主决策中的相关参数及机器人运动过程中实时的迈步时间和躯干横滚角信息实现控制参数的自主决策，自主生成与当前行走地形与机器人运动状态相适应的运动。该方法综合利用迈步时间和当前稳定性聚类分析结果，进行自主决策，实现四足机器人对地形的自适应性，保证控制的实时性。