本发明公开了一种卫星电源系统的热仿真建模方法，方法中，根据太阳能电池的伏安特性和物性参数建立太阳能电池等效电路模型；根据太阳能电池热物性参数和电学特征构建太阳能电池热学模型；将太阳能电池单元扩展为光伏阵列，联立得到太阳能电池帆板的热电仿真模型；根据蓄电池的动态响应特性建立电池等效电路模型；根据蓄电池物性参数和电学特征构建蓄电池热学模型；将蓄电池单元扩展为蓄电池组，耦合等效电路模型和热学模型，建立蓄电池组的热电仿真模型；根据电源控制器的工作原理构建电路控制逻辑表达方程，确定工作模式切换条件，实现电源控制器的建模；以太阳能帆板接收外部辐照作为输入条件，获得电源系统各部件的温度响应曲线。