本发明公开了陶瓷基复合材料火焰筒温差热循环装置及可靠性评价方法，包含全自动电子试验控制模块、循环冷却模块以及非均匀温度场加载模块。CMC火焰筒模拟件装配进入所述非均匀温度场加载模块后，全自动电子试验控制模块采集CMC火焰筒模拟件内外壁温度试验数据，并通过温度反馈控制所述循环冷却模块以及非均匀温度场加载模块内部升温元件，对非均匀温度场加载模块的腔内温度场进行动态调节，维持稳定的温差热循环加载条件。本发明可获得不同梯度环境温度下的航空发动机CMC热端部件的剩余力学性能退化情况，对航空发动机结构设计及寿命评估具有重要意义。