本发明提供一种水冷散热器的散热性能测试系统，该系统的供电单元和发热器件电路连接形成回路，发热器件设置在被测水冷散热器上，供水单元与被测水冷散热器水路连接形成回路，控制单元通过工控机分别控制供电单元和供水单元的开关；在供水单元与被测水冷散热器的水路回路中，被测水冷散热器入水口端的管路上分别设有流量控制器、压力传感器和温度传感器；被测水冷散热器出水口端的管路上设有温度传感器；被测水冷散热器的入水口端和出水口端并联旁路，旁路设有压差传感器；流量控制器、压力传感器、温度传感器和压差传感器分别与数据采集单元连接。和现有技术比，本发明提供的测试系统及其测试方法，能够快速准确测量被测水冷散热器的散热功率。