本发明提供了一种带有深空机动的地火短转移轨道发射窗口搜索方法，包括：建立轨道优化设计模型，将轨道优化设计问题转化为多维非线性规划问题，确定轨道优化设计参数、优化指标，并给出模型优化时的约束函数；利用C3能量等高线图和兰伯特理论获取轨道优化设计参数初值；将轨道优化设计参数初值带入多维非线性规划问题求解过程中，待优化收敛之后，提取轨道方案设计关键参数，完成发射轨道窗口搜索。本发明方法提出在考虑运载发射约束的地火短转移中进行一次深空机动，并采用优化的方法进行窗口搜索，可以有效适应运载火箭对探测器的约束，拓宽火星探测器发射窗口，该方法可用于火星探测器地火转移轨道发射窗口搜索。