本发明公开了一种基于激光跟踪的机器人三维空间定位方法，步骤如下：构建全站仪坐标系和工作坐标系，在工作坐标系中采集n个点，每个点在全站仪坐标系中的坐标为每个点在工作坐标系中的坐标为根据全站仪坐标系中的坐标与工作坐标系中的坐标计算得出坐标转换矩阵，在机器人表面安装反射棱镜，全站仪通过激光自动跟踪反射棱镜，随着机器人的移动全站仪输出机器人在全站仪坐标系下的坐标，根据坐标转换矩阵，得出机器人在工作坐标系下的坐标，完成机器人的实时定位，本发明可以杜绝出现因为环境导致的传感器失效或者信号弱的情况，提高定位的可靠性和定位的精确性。