本发明提供一种O形圈储能模量和损耗模量试验系统，其包括控制装置、电动装置、力学传感器、位移传感器、第一周期应力施加装置、第二周期应力施加装置、O形圈夹具和固定装置，控制装置分别与电动装置、力学传感器和位移传感器通讯连接，电动装置的输出端连接第一周期应力施加装置和第二周期应力施加装置的输入端，控制装置控制电动装置的动作并接收力学传感器和位移传感器的测量数据。本发明还提供一种确定O形圈储能模量和损耗模量的方法，能够测量O形圈储能模量和损耗模量。本发明在老化/寿命试验过程中，为测量胶圈的模量，不需要对胶圈进行裁剪，不会导致密封圈破损，从而不会改变密封圈的力学属性。