本发明涉及一种多层卫星数据转发方法及系统，涉及卫星负载均衡领域，该方法包括：分别将三层卫星网络中低轨道地球卫星和中轨道地球卫星分组；每组低轨道地球卫星中将一个低轨道地球卫星作为管理卫星，每组中轨道地球卫星中将一个高轨道地球卫星作为管理卫星；根据卫星之间链路资源利用情况、总延时以及卫星间保持连接的时间长度为每个低轨道地球卫星确定中继卫星，为每个中轨道地球卫星确定中继卫星；判断待处理业务对应的低轨道地球卫星层链路负载大于设定阈值，则根据待处理业务的宽带需求权重和延时需求权重确定待处理业务的优先级；根据所述待处理业务的优先级和业务源节点对应的轨道地球卫星关系控制所述待处理业务的数据转发。本发明提高网络负载均衡能力。