高超声速防空导弹在高速飞行过程中，气动加热将引起高温效应，对结构振动特性产生重大影响。本文针对某型高超声速防空导弹，重点研究了气动热作用下的导弹结构动力学建模分析方法。首先以矩形截面弹性梁为对象推导了弹性梁热弹耦合振动微分方程，研究了耦合效应对其固有频率的影响。其次，推导将温度变化引起的热应力热应变作为初始应力应变，得到结构附加热刚度矩阵，提出简化的等效弹性模量修正公式。第三，建立了全弹结构的有限元模型，研究了典型温度场下全弹振动特性的变化规律。第四，建立小展弦比空气舵结构有限元模型，研究了典型温度分布下舵面结构模态特性，在此基础上分析不同温度分布下单独舵面结构热颤振特性。研究结果表明，温度上升，舵面刚度下降，结构频率降低，舵面的发散速度下降;温差增大，热应力影响增强使得热刚度提高，舵面的发散速度上升。