本发明公开了一种多动力源串联式混合动力无人机及其控制方法，包括：机身、左机翼、右机翼、左副翼、右副翼、左襟翼、右襟翼、尾翼、左翼电动机、左翼螺旋桨、右翼电动机、右翼螺旋桨、备用螺旋桨模块、水平安定面、垂直安定面、升降舵、方向舵、发动机、离合器、逆变器、发电/电动一体机、蓄电池组、超级电容、油箱、温度传感器、压力传感器、荷电状态估计模块和控制模块；本发明不仅保证无人机能够有足够的续航能力，还能保证无人机的高机动性，同时在尾翼上设有备用螺旋桨模块，当无人机驱动机构出现故障时，由发动机驱动备用螺旋桨进而驱动无人机，保证系统具有一定的冗余功能，进而大大提高无人机的生存能力。