本发明提供一种中轨中继通信组网卫星系统及通信方法，其中该系统至少包括：中轨中继卫星星座、地面站以及运控系统；中轨中继卫星星座包括：3个轨道面的9颗中继卫星，每个轨道面的3颗中继卫星均匀分布，与地心连线夹角为120度；3个轨道面相互垂直，其中一个为赤道轨道面，另外两个为极轨轨道面；同轨道面内每2颗中继卫星间通过星间激光链路通信，该中继卫星与地面站间通过星地微波链路通信，且该中继卫星均位于中轨范围内。本发明提供的卫星系统可以为多个不同数据速率、不同轨道的低轨航天器提供对应的接入服务；建立高实时、高覆盖、多用户的天基测控和数据传输系统，不依赖境外卫星地面站，达到100％全球覆盖实时通信能力。