本发明提供一种基于中心对称多胞体的自主式水下机器人故障检测方法，主要内容包括：(1)建立自主式水下机器人的动力学线性模型，并利用中心对称多胞体来表示初始估计误差、未知干扰、测量噪声等不确定性的范围。(2)设计观测器，根据对干扰的鲁棒性条件和对故障的敏感性条件，求出待设计观测器的增益矩阵。(3)结合中心对称多胞体的性质递推得到每一时刻的残差所处的中心对称多胞体。(4)建立故障检测逻辑：通过观测零点是否脱离残差生成的中心对称多胞体的范围,判断故障是否发生。与现有技术相比，本发明同时考虑了对干扰的鲁棒性条件和对故障的敏感性条件，给出了一种系统、简单、有效的自主式水下机器人的故障检测方法。