本发明公开了一种爬壁机器人自主充电系统，包括安装框架、对中装置、自动伸缩充电装置和压紧装置；安装框架固定于隧道壁面上；对中装置用于引导爬壁机器人进入；压紧装置包括压板、顶板、齿条、第一电机、导轨，当两侧的压板合上后，使压板压在爬壁机器人的顶部；自动伸缩充电装置包括底部支撑座、充电装置固定绝缘板、充电装置活动机构、第二电机、行程开关，爬壁机器人进入到预定位置时可压下行程开关，启动第二电机并驱动充电装置活动机构向上抬升，使充电头插入爬壁机器人充电孔。本发明还公开了一种爬壁机器人自主充电方法。本发明可为爬壁机器人进行电量补充和不工作时提供停放位置，提高了工作效率，减少了人力物力消耗。