本发明涉及矢量集合匹配寻优技术领域，尤其涉及一种基于几何代数的多维矢量的快速空间寻优方法，具体步骤如下：S1、将矢量集迁移到几何代数运算空间；S2、设定存在一个未知几何代数旋转算子可实现矢量集的空间最佳匹配；S3、以几何代数内积作为距离测度；S4、构造目标函数为矢量集内积和最小；S5、采用单一约束条件的拉格朗日函数求解；S6、基于矩阵计算理论得到目标函数的最优解。本发明不需要迭代运算，可直接计算得到空间寻优路径的最优解，计算便捷，同时不受矢量集维数限制，不仅可以进行矢量转置，还可以用于高维复杂几何体的旋转拟合和空间寻优，具有不改变目标结构和几何特征性等优点。