一种空心气冷涡轮叶片热机械疲劳试验系统，它包括加载子系统、加温子系统、气冷子系统、水冷子系统和控制子系统；加载子系统在竖直方向上夹持涡轮叶片；加温子系统水平放置于加载子系统中部，对涡轮叶片进行加热；气冷子系统水平放置，通过管道与加载子系统相连；水冷子系统水平放置，通过管道与加载子系统和加温子系统相连；控制子系统放置于加温子系统上部，通过线缆与加载子系统、加温子系统和气冷子系统相连；它用于空心气冷涡轮叶片考核截面工作应力场、温度场以及载荷谱的模拟；本发明较好的解决了空心气冷涡轮叶片考核截面工作应力场、温度场以及载荷谱模拟的难点，为航空发动机安全可靠的工作提供了技术基础和安全保障。