本发明一种适用于重力卫星的验证热控系统性能的试验方法，包括试验工况设计、试验准备、试验开始、试验过程和数据处理五个步骤。与其他卫星热控系统性能的指标评估均在时域进行不同，重力卫星整体的指标体系在频域，热噪声作为重力卫星观测数据的主要噪声，热控系统的性能评估也需要在频域进行。本发明的试验方法中，工况设计主要考虑卫星工作时受到的热噪声在频域的极值，试验准备中所有试验系统的性能需要考虑频域的指标，数据处理需要对温度数据进行频域处理，主要关注热控系统在重力卫星测量频段范围内的性能。该试验方法实现了对重力卫星热控系统性能的准确评估。