本发明公开了一种多级火箭水平分段组装方法，属于航天地面保障装备技术领域。该方法首先调整运输保障车的纵向轴线与芯级箭体轴线保持平行；其次将芯一级箭体水平吊装至运输保障车上的四自由度水平对接装置上，利用四自由度水平对接装置调整芯一级箭体的姿态至预定姿态并固定；然后将芯二级箭体水平吊装至另一组四自由度水平对接装置，并通过对接装置调整芯二级箭体姿态，使之与芯一级箭体精准对接后固定，完成芯一级箭体与芯二级箭体的组装；重复前述过程依次完成芯级各箭体间的对接组装，最后将芯级箭体固定在车体上进行运输。本发明简化了整个火箭发射准备作业流程的复杂度，缩短了发射准备时间。