本发明提供一种航天器光谱红移自主导航方法，在太阳系，直接利用太阳系天体作为发光源，航天器依靠自身携带的光谱红移测量敏感器接收到光谱信息，根据光谱红移测量值参数，利用航天器星光敏感器测量的航天器姿态信息，获得航天器的速度参数，进而通过积分获得航天器的位置参数。本发明原理简单，方法新颖，是航天器自主导航方法的新突破，拓展了航天器导航手段，提高了导航能力，可实现真正意义上的航天器自主导航，可直接应用于我国深空探测自主导航任务，在深空探测领域具有广阔的应用前景，并可为近地航天器自主导航提供借鉴和参考。