本发明公开了一种基于惯性传感器的刚体运动追踪系统及其工作方法，该系统包括可附着在刚体上的惯性传感器节点和数据采集处理终端。惯性传感器节点包含惯性传感器、计算模块和无线通信模块。数据采集处理终端包含无线通信模块和计算机系统。用户将惯性传感器节点布置在刚体上，节点实时采集传感器数据并无线传输至数据采集处理终端。当运动结束，计算机系统执行运动追踪和运动分析算法，对数据做预处理，获知惯性传感器节点的加速度，并计算其速度和运动轨迹，再基于惯性传感器节点的姿态以及刚体上其他点和传感器节点的相对位置关系对这些点的运动轨迹进行还原，最终可以呈现刚体选定点的运动轨迹并对运动过程中发生的平移和旋转进行分析。