本发明公开了一种小型火箭发动机光学诊断用的矩形透明燃烧室，适用于对地面小型液体火箭发动机进行光学诊断试验研究领域。其由下至上依次为喷注器组件、矩形透明燃烧室、点火段及喷管组件。四者通过均布在四个顶角处的四根螺杆装配。其中，矩形透明燃烧室四个面开有相同尺寸的矩形观察窗，四个观察窗分别装有一块较厚的平面石英玻璃，可从四个方向对喷注器流场进行光学测量。喷管组件中还设置了一个喷管过渡段，通过喷管过渡段将矩形燃烧室与圆形喷管圆滑过渡的喷管过渡段。本发明可用于对低压环境下液体火箭发动机喷注器内流场的光学测量，且密封效果较好，相比于已有的玻璃圆筒型透明燃烧室具备更好的抗压条件，能为深入开展气‑气喷注器研究提供有效帮助。