本发明公开了一种三维群无人机并行式多目标搜索协同作业方法，包括以下步骤：程序初始化；根据响应阈值的多目标分配模型完成一次自组织分工；基于子群规模均匀化的多目标分配模型，进行子群内部的资源配置，完成二次分配；采用基于运动学约束特性的自适应惯性权重扩展式微粒群算法进行细粒度目标搜索；直到所有的子群内部的无人机靠近在搜索目标的附近，则视为搜索成功，否则，继续迭代，不断更新无人机的位置和速度；建立群无人机并行式搜索性能指标评价模型，然后对评价模型进行收敛性证明和分析。本发明提高了群无人机并行式搜索的效率，有效解决了微粒易陷入局部最优点和搜索效率过低的问题，大大减少了系统能耗和搜索耗时。