本发明涉及一种基于模型的载人登月任务系统设计方法，包括：步骤1，任务需求建模；步骤2，能力需求建模；步骤3，系统架构设计；步骤4，系统需求建模；步骤5，仿真分析与验证；步骤6，需求发布。本发明采用基于模型的系统工程方法，将数字化技术向任务前端的需求分析、设计等环节延伸，通过模型的结构化定义和应用，清晰地表达工程设计初期各方面的需求，建立数字化模型并进行设计方案仿真验证，在设计初期就能通过仿真发现大量不合理的环节，将设计闭环前移，提高设计质量和研制效率。