本发明公开了一种热疲劳测试装置及测试方法，装置包括：温度模块为待测样品提供高温测试的高温测试区及低温测试的低温测试区；检测模块采集高温测试区待测样品温度及图像、低温测试区样品温度；运动模块使待测样品在高温测试区及低温测试区循环往复运动；控制模块控制运动模块在两个测试区循环运动，对待测样品进行预设次数的热疲劳测试；根据高温测试区待测样品图像及低温测试区样品图像，判定待测样品的热疲劳性能。本发明设置高温测试区及低温测试区，控制模块控制运动模块将待测样品在两个测试区循环往复运动，以模拟待测样品在实际公开中循环储热变化；控制模块自动控制测试区对待测样品加热、散热及保温，提高测试效率。