公开了一种单片绝缘子自然积污特性试验系统及其试验方法，单片绝缘子自然积污特性试验系统包括提供电源的光伏储能模块(1)、用于提供交流电压和直流电压的高压发生模块(2)、用于测量环境参数的环境参数测量模块(3)和绝缘子模块(4)，所述高压发生模块(2)包括工频逆变器(11)、连接所述工频逆变器(11)的生成交流电压的第一升压变压器(12)、连接所述工频逆变器(11)的第二升压变压器(22)和生成直流电压的整流模块(13)，绝缘子模块(4)包括固定底座(14)和布置在所述固定底座(14)的用于支撑绝缘子串的绝缘子架(15)，所述绝缘子串的中间的绝缘子(16)电连接所述高压发生模块(2)。