本发明公开了一种X、Ku波段大功率脉冲行波管合成系统，包括依次连接的第一可调衰减器、功率分配器、相互并联的N路行波管合成单元、第一波导魔、第二波导魔、环形器、定向耦合器和大功率负载，其中，N为大于2的偶数；每路行波管合成单元包括依次连接的第二可调衰减器、移相器、固态放大器、隔离器、增益均衡器和行波管，其中相邻的两路行波管合成单元并联后与第一波导魔连接，每个行波管均连接有电源，每个电源连接有脉冲信号发生器。本发明可以实现工作在X/Ku波段的高输出功率、高合成效率。