本发明提供了一种图书馆自动存取书籍机器人及其控制系统和控制方法，所述机器人由采集路面及书籍图像的信号采集识别单元、控制夹取书籍的书籍存取执行单元以及行驶底盘单元组成，所述控制系统由图书馆内环境模块、无线通信模块、图像信号采集模块、车身信号模块和中央处理模块组成，无线通信模块、图像信号采集模块、车身信号模块分别获取的书籍名称信息、路面及书籍图像信息、机器人运动状态信息发送至中央处理模块，经中央处理模块分析处理后生成相应的控制信号控制书籍存取执行单元以及行驶底盘单元运行，所述控制方法包括取书和还书控制方法。本发明能实现在不同的图书馆环境下对书籍的精确识别、稳定抓取以及高效存放。