本发明提供一种亚声速舱段级热控设计的地面试验验证系统，包括：置于一外流场通道内部的试验舱体，其中：所述试验舱体的内部设置有一套筒结构，所述套筒结构依次划分为进气道段、滑油箱段、发动机本体段以及尾喷管段，其中，进气道与滑油箱段之间进行封堵，采用加热系统分别在所述滑油箱段、发动机本体段以及尾喷管段分区加热，实现模拟发动机本体、滑油箱以及尾喷管三个部位的热源；还包括空气电加热系统，与所述外流场通道连接，用于模拟试验舱体外壁的气动条件；以及测量系统。本发明的系统有效模拟了试验舱体外壁的气动条件和舱内环境，同时具备同时舱内设备工作发热的试验能力，实现了高天地一致性，具有低成本的优势，可反复进行验证试验。