本发明公开了一种姿控发动机飞行瞬间模拟热流的多梯度测量装置及方法，主要用于解决现有的静态试验无法对姿控发动机飞行瞬间的热流分布不均匀性进行精确测量的技术问题，多梯度测量装置包括主架体及设置在主架体上的至少一个测量单元；测量单元包括移动框架，设置在移动框架内侧的N个测量件，以及与N个测量件对应连接的N个第一驱动单元；待测姿控发动机测试时安装在主架体内，N个测量件位于待测姿控发动机的外侧且沿待测姿控发动机的中心轴线呈圆周均匀分布；测量件包括热流计安装座和设置在热流计安装座上的热流计，第一驱动单元驱动对应的热流计安装座移动，进而带动热流计移动，实现多梯度测量。