本发明涉及航天器试验领域，具体而言，涉及一种多自由度的航天器对接机构试验装置。多自由度的航天器对接机构试验装置包括主架、垂直位移机构、水平位移机构、转动机构、主动试验端和被动试验端；垂直位移机构在主架的上端，主动试验端与垂直位移机构连接；水平位移机构设置在主架上，且垂直位移机构与水平位移机构连接；转动机构在主架的内部，且被动试验端在转动机构上。本发明通过在主架上设垂直位移机构、水平位移机构和转动机构，将主动试验端和被动试验端分别设在垂直位移机构和转动机构上，通过竖直方向和水平方向来对主动试验端进行调节，通过转动对被动试验端进行调节，以实现在多自由度的情况下主动试验端和被动试验端的精确对接。