本发明公开了基于有限时间快速非奇异终端滑模的自主航天器交会控制方法，该方法包括：建立跟踪航天器和被跟踪航天器之间的接近相对运动动力学模型，以描述作用在跟踪航天器上的实时控制输入力和集总不确定干扰对两个航天器在实际相对位置和实际相对速度的作用关系；设计有限时间自适应干扰观测器，以根据当前实际相对位置、当前实际相对速度和实时控制输入力对集总不确定干扰进行估计，得到干扰估计值；设计包含快速非奇异终端滑模面的控制单元，以根据干扰估计值、当前实际相对位置和当前实际相对速度更新实时控制输入力。本发明的控制方法比自主航天器交会的线性滑模控制方法可实现更快的动态响应特性和更高的稳态精度。