针对水下滑翔蛇形机器人（underwater gliding snake-like robot, UGSR）在实现滑翔运动时存在控制输入受限和外界未知干扰的问题，提出了一种基于Nussbaum函数和非线性干扰观测器的反步控制策略。通过对欠驱动水下滑翔蛇形机器人的垂直面运动进行分析和有条件的简化，得到对应运动学及动力学方程组。采用Nussbaum函数与双曲正切函数相结合的方式处理系统控制输入饱和问题，避免了后者存在的控制器奇异问题，并通过非线性干扰观测器实现对外界复合扰动的有效观测并进行补偿。设计纵倾运动跟踪的反步控制器，其中针对反步法中虚拟项引发的计算膨胀问题，采用动态面方法来消除。基于Lyapunov稳定性理论设计的控制器，保证了系统能够实现速度与位置信号量的全局一致稳定性。研究结果表明：该方案相对传统反步法，在响应时间与误差收敛速度都有一定程度提高，且非线性干扰观测器对于复合扰动量观测性能良好。所设计的控制器可以有效实现机器人在外界未知干扰下纵倾运动的稳定跟踪且具有较强的鲁棒性。