一种基于日光反射的航天器补能系统，包括补能服务航天器，补能服务航天器根据太阳与被服务航天器之间的空间关系，将日光投射到航天器非朝阳面的太阳电池上，从而为被服务航天器提供额外的能源；所述的补能服务航天器包括航天器本体、太阳敏感器、日光反射器和目标引导器；太阳敏感器测定入射太阳角，目标引导器测定被服务航天器与补能服务航天器之间的相对空间方位；补能服务航天器上的星上计算机根据入射太阳角和所述的相对空间方位解算出日光反射器的指向，通过控制补能服务航天器姿态机动带动日光反射器达到指定的方向，日光反射器将日光反射到被服务航天器非向阳面的太阳能电池上。