本发明属于性能测试技术领域，公开了一种试样存储装置、试样性能测试系统及测试方法。本发明利用能随转动单元转动的存储单元装载试样并将试样移动至指定区域，并通过位置检测单元进行检测，能够极大地减少取样点数量，提高取样准确性。本发明通过控制装置控制试样存储装置的转动以及试样自动移动至取样点，控制机器人装置按预设的路径进行移动，控制抓取装置移动至试样存储装置的指定区域抓取试样并将试样移动至装夹装置的试样固定位置，控制装夹装置自动夹紧或松开试样，控制性能测试装置自动对试样进行测试，本发明能够实现试样性能测试的全自动，有效提高测试效率。