本发明涉及一种航天器在轨状态异常检测方法，包括以下步骤：步骤一、对采集到的航天器遥测信号进行预处理；步骤二、对经过预处理的信号数据进行时域统计特征分析，并进行健康状态评价；步骤三、对统计特征表现正常的遥测数据，进行异变点检测分析，通过采用基于小波变换的方法对遥测信号局部时频变化进行分解分析得到航天器状态异变检测结果。本发明通过对实际遥测数据进行预处理、时域统计特征提取、小波变换等操作，实现航天器状态异变检测，解决了实际工程中航天器部件或系统的物理模型难以构建、现有检测方法对突变异常不敏感等问题，提高了航天器在轨状态异常检测的准确率。