本发明公开了一种适用于热真空环境下的高功率光纤合束器，包括热沉层、微金属球、输入光纤、导热介质、封装盒和输出光纤等。所述输入光纤和输出光纤通过熔融拉锥的方式连接形成带有锥区的连接体，将该连接体安置于封装盒内，封装盒的内周设置有热沉层，锥区外周设置导热介质，在热沉层与导热介质之间紧密填充微金属球。在热真空环境下，输入高功率泵浦激光后，锥区极易产生热积累效应。通过在锥区外安置导热介质，外部填充微金属球，向热沉层、封装盒导热，从而维持光纤合束器正常工作温度。本发明可以保证光纤合束器在热真空环境下正常稳定的工作，具有增强光纤合束器可塑性、封装结构简单、导热高效均匀等优点。