本发明公开一种真空低温环境下羽流多组分空间分布测量系统及方法，采用四极质谱仪作为测量发动机羽流组分的核心仪器，质谱仪通过引流管路连接到真空舱内；引流管路另一端安装羽流成分探针；羽流成分探针通过转接件安装在三维移动机构上；在三维移动机构的牵引下实现发动机羽流空间组分的测量。本发明中还对三维移动机构的驱动电机进行了控制改造与温控改造，能够使三维移动机构在真空低温环境下工作，还对各个线路的接线端进行了密封处理，有效防止巴森击穿效应；同时还对引流管路进行了温度控制。本发明的优点为：实现了真空、低温环境下的发动机羽流多组分空间分布一次性测量；经济简单、数据准确直观、数据后期处理方便。