一种上面级轨道转移段矢量推力的控制方法，首先根据上面级本体质心的位置，计算矢量推力通过上面级本体质心时，矢量发动机相对上面级本体的转角。然后结合矢量发动机的制导指令方向，计算使得上面级矢量发动机的矢量推力既跟踪制导指令方向又通过上面级本体质心的上面级本体的期望姿态。最后，设计上面级本体姿态控制律和矢量发动机的操纵律，以使得上面级本体的姿态能够跟踪期望姿态。本发明矢量推力的控制方法，可以使得上面级矢量发动机的推力矢量方向既能跟踪其制导指令方向，又通过上面级本体的质心，减小了矢量推力对上面级本体姿态的干扰力矩，保证了上面级轨道转移段的安全系数和变轨精度。