本发明公开了一种履带式管道机器人及其运动控制方法，履带式管道机器人包括变径机构、履带机构、感知机构和控制机构，三个履带机构压紧管道内壁且呈120度夹角分布在变径机构外侧，变径机构与三个履带机构连接，运动控制方法通过控制机器人前端中心点与管道中心轴的偏向距离实现行走姿态稳定。本发明履带机构可相对于变径机构展开或收缩，使机器人可以适用于不同管径的管道中；履带机构采用平行四边形履带机构，使机器人可以在弯管、变径管等复杂管道内移动，并具有越过一定尺寸障碍的能力；其运动控制方法解决了现有管道机器人运动过程中行走姿态调整能力差，容易卡死的问题。