一种超精密气体静压主轴气膜速度场测试装置，包括上止推盘、主轴、下止推盘、轴套、气室外套、线状传感器以及主轴保持架，上止推盘、下止推盘分别与主轴的上下两端面同轴密封固接，三者共同形成用于容纳轴套的凹腔；轴套套在所述主轴外部，轴套与凹腔之间的间隙作为气模的容纳腔；轴套的外壁设有用于容纳气室外套的凹槽，轴套外部套装气室外套，凹槽的上下槽壁分别与所述气室外套上下两端面密封固接；轴套设有轴向节流孔、轴向细孔、多组径向节流孔和多组径向细孔，线状传感器的头部伸入气模内；主轴保持架设有卡槽。本发明的有益效果在于：实现超精密气体静压主轴气膜速度场的高效测试；根据需求布置测点，使用便捷；测试过程干扰小，可靠性高。