本发明公开一种地外天体表层的超低温环境模拟装置,涉及行星低温环境模拟领域；包括连接有试验舱的箱体,试验舱上设有多个法兰接口,一个法兰接口连接制冷系统；另一法兰接口处设有蒙板,作为预留外接制冷系统接口,能模拟地外天体表层超低温环境；其他法兰接口为通用法兰接口,作为可视窗口或外接原位分析测试仪器的备用接口；箱体内设有真空系统,能模拟地外天体表层真空试验环境；试验舱内设有移动平台,能带动样品移动至设定位置；箱体外表面和试验舱内、外表面涂覆有吸光层,能吸收杂散光进行反射光谱试验。本发明能够实现地外天体表层的超低温环境模拟,并且具备原位测试及反射光谱测试条件,以满足对超低温地外天体表层环境研究的需要。