本发明提供一种微推力高精度在轨估计方法，包括如下步骤：选择卫星相邻两个圈次的相同弧段进行试验；在第一圈试验弧段中，推力器不开机，记录卫星的角速度、动量轮转速、磁力矩器力矩，计算第一圈试验弧段动量轮在卫星本体坐标系中的角动量和角动量变化率，并计算环境力矩估计值；在第二圈试验弧段中，推力器开机，记录卫星的角速度、动量轮转速、磁力矩器力矩，计算第二圈试验弧段动量轮在卫星本体坐标系中的角动量和角动量变化率，根据第一圈试验弧段获得的环境力矩估计值，计算推力器推力力矩估计值；根据推力力矩与推力的关系，计算推力估计值。本发明的微推力高精度在轨估计方法，推力估计精度高，适合百毫牛量级以下推力在轨估计。