一种在铺层厚度方向上测试气体渗透率的测试装置，其包括：至少由腔体和盖板所构成的模具、加载装置、控温装置、抽真空装置和流量检测元件。其中，盖板具有容纳通孔，上透气片、下透气片容纳于容纳通孔中，加载装置压设于上透气片上，一待测试样平铺于上透气片和下透气片之间，腔体相应于上透气片和下透气片在腔体的上下方向上分别设置一个进气口和一个出气口。所述流量检测元件与所述进气口相通，所述出气口与所述抽真空装置相通。应用本发明可实现在不同压力及温度状态下准确地测试预浸料铺层在厚度方向上气体渗透率。