本发明公开一种端齿结构微动疲劳试验装置及试验方法，其中试验装置包括凹齿固定组件、凸齿夹持组件及法向力加载组件，凹齿固定组件实现凹齿试验件的固定，凸齿夹持组件实现凸齿试验件的加载，法向力加载组件实现水平方向载荷的施加，微动疲劳试验水平加载装置采用对称结构布局，载荷采用液压加载系统实现，液压加载系统采用封闭力系框架结构，无外力输出，不影响疲劳试验机在竖直方向上的加载，凹齿试验件在水平方向受到预紧力载荷，竖直方向由凹齿压板压紧，保证在加载过程中水平方向加载方向的保持不变。本发明可近似模拟端齿在实际工作环境下受力情况，配合普通单轴疲劳试验机，即可进行端齿结构模拟件的微动疲劳试验，降低实验成本。