本发明公开了一种VCO自动校准电路，包括参考时钟计数器、反馈时钟计数器、状态机、压控振荡器、分频器和复位模块，参考时钟计数器、反馈时钟计数器、复位模块和压控振荡器均与状态机连接，复位模块、压控振荡器和反馈时钟计数器均与分频器连接；状态机在复位状态时将参考时钟计数器、反馈时钟计数器复位，并使复位模块将分频器复位，使参考时钟计数器和反馈时钟计数器同时计数，参考时钟计数器计数到预设计数值时记录反馈计数器得到的反馈计数值值，根据预设计数值和反馈计数值的比较结果通过二分法找到压控振荡器的最佳电容阵列值。本发明消除了反馈时钟初始相位不确定从而降低计数准确性的问题；能够缩短自动校准的时间。