本发明公开了一种固体推进剂固化方坯内温度场的测试装置及测试方法，测试装置包括方坯、牛皮纸盒、不锈钢套管及单模光纤，方坯一面开口，牛皮纸盒与方坯形状相同，牛皮纸盒从方坯的开口端放入，牛皮纸盒的各个面紧贴方坯内壁设置，不锈钢套管设置在牛皮纸盒内，不锈钢套管的两端伸出方坯的开口一段距离，不锈钢套管在牛皮纸盒内进行折弯，包括平行于方坯开口端面的多组水平管段，水平管段与方坯横截面的对角线重合，单模光纤从不锈钢套管的一端穿入，另一端穿出，单模光纤与不锈钢套管间隙设置，单模光纤的两端分别连接温度解调仪的输入端口和输出端口。该测试装置控制灵活，精度高，可以更加全面获得推进剂固化过程中不同空间位置处的温度信号。