本发明提供了一种柔性薄膜在轨拼接装置及拼接方法，装置包括空间机械臂和拼接机构，柔性薄膜为正六边形薄膜单元，空间机械臂包括大臂和两个小臂，两个小臂对称布置在大臂的顶端，在每个小臂的末端均设有一正六边形执行器，在正六边形执行器的边角处设有电磁铁，相应在正六边形薄膜单元的边角处设有铁片，且正六边形薄膜单元尺寸与正六边形执行器尺寸相同，正六边形执行器上的电磁铁与正六边形薄膜单元上的铁片一一对应布置；空间机械臂的两个小臂分别抓取一正六边形薄膜单元并将两个正六边形薄膜单元对接后，拼接机构对两个正六边形薄膜单元拼接。本发明实现正六边形片状薄膜的快速抓取、定位、拼接与展开，连接可靠性高，灵活性高，占用空间小。