本申请涉及一种基于热自平衡的水工质压缩机测试系统，其包括储水循环系统、闪蒸供汽系统、蒸汽冷凝测量系统、回水加热系统、冷却降温系统以及任选的补水预热系统。本申请还涉及的如上所述的基于热自平衡的水工质压缩机测试系统的工作方法。本申请通过系统内部自身的热平衡，实现了蒸汽发生端和蒸汽冷凝端热量的合理匹配，通过自身的热平衡尽可能的减少了系统中的能量消耗，使整个测试过程处于最低能耗状态。此外，本申请中被测水蒸气压缩机的排气流量可通过直接测定处于单相的过热状态的水蒸气流量、通过热平衡计算水蒸气流量、以及通过一段时间内累积的水蒸气冷凝之后形成的冷凝液计算水蒸气流量三种方法来准确确定，并可相互校核。