本发明航天器被动热控参数设计优化方法步骤如下：首先，统计待设计热控参数集合及其可设计范围，确定目标温度及其最佳值和限制范围；构建目标函数，分析目标函数对热控参数的敏感度，并对参数按敏感度分类；然后，以抽样最优样本为初值，对热控参数采用拟线性算法按敏感度分类进行分步优化；最后，检验优化值在各热条件工况下是否满足温度限制，不满足则重新选定次优样本为初值进行优化，直到获得满足温度限制的优化值。本发明提出了带权值均方差和的目标函数构建方法、多工况均方差对热控参数敏感度分析分类方法、热控参数分步优化方法等，为提高航天器热控系统效费比和可靠性提供有效的优化设计方法，以适应当前航天器对精细化设计的严苛要求。