本发明公开了一种利用月球掩星观测的卫星星上时钟自主校正方法，利用观测记录并处理月球对恒星掩食现象的时间序列，校正星上时钟偏差。首先利用星上成像测量设备如星敏感器观测月球对特定恒星的掩食与复现现象，记录现象发生时间，形成测量时间序列，再利用卫星精确轨道信息结合月球星历计算理论掩星及复现现象时间序列，将两组时间序列进行比较，迭代修正星上时钟基准，使实际观测时间序列与理论时间序列准确吻合，从而达到星上时钟基准校正的目的。本方法无需给卫星增加额外新设备，只需利用现有常用敏感设备完成观测，成本低，系统可靠性高，占用星上资源少。