本发明公开了一种可正交双向运动的变结构移动机器人及其控制方法，包括底盘、分离式变位驱动机构、变位电机、整体式变位驱动机构、变位电动推杆、驱动轮电机A和B、驱动轮A和B、随动轮A和B、控制装置、导引传感器。分离式变位驱动机构安装于底盘，在保持驱动轮电机A位置不变的同时，改变驱动轮A轴线相对于底盘的位置。整体式变位驱动机构安装于顶盖，通过改变顶盖的高度改变驱动轮B轴线相对于底盘的位置。驱动轮A轴线与驱动轮B正交，且最低位置相同，移动机器人通过改变接触地面的驱动轮实现正交双向运动，可在同一平面内相互正交方向之间自由地转换移动方向，增强了移动机器人的运动机动性和灵活性。