本发明公开了一种用于多参数试验的热喷涂样品夹具，属于热喷涂用装置技术领域。该夹具包括夹具主轴、转盘、悬臂组件、悬臂支架和夹具头，所述悬臂组件为多个，均匀布置在转盘周围，每个悬臂组件上各夹持安装一个热喷涂样品，通过控制各悬臂组件的动作，能够根据试验需求独立调节各个样品的喷涂距离、移动速度和喷涂角度。该夹具可以实现热喷涂工艺参数优化时一次性制备多个不同工艺参数的要求，大大减少喷涂工艺研究过程的时间成本。该夹具适用于火焰喷涂、超音速火焰喷涂、等离子喷涂等各种热喷涂手段。