本发明涉及磁约束核聚变等离子体微波辅助加热系统工程研究中的热移除性能测试技术领域，公开了一种长脉冲高功率毫米波发射镜热移除性能测试装置，包括：连接架，用于和发射镜连接；加热组件，包括加热元件和压紧单元，加热元件用于给发射镜提供热源且居中设置在发射镜上，压紧单元设置于连接架上，用于将加热元件抵设在发射镜的镜面；温度采集组件，包括弹性顶压单元和多个温度采集元件，多个温度采集元件通过弹性顶压单元和发射镜的镜面紧贴设置，用于采集发射镜的镜面温度。本发明的有益效果：确保加热元件和温度采集元件始终和发射镜的镜面紧贴设置，提高热移除测试结果的准确性。