一种汽车用氧传感器性能测试系统，包括燃料输出装置、氧传感器、信号采集装置和燃烧装置，燃料输出装置将汽车用燃料或类似物与空气混合，形成混合物；所述燃烧装置包括点火装置和燃烧室，燃烧室接收燃料输出装置输出的混合物，点火装置将燃烧室内的混合物点燃，燃烧室接有排气管；氧传感器安装在排气管上，其头部深入排气管内部，感受燃烧尾气的残余氧浓度；信号采集装置接收氧传感器输出的信号。使用本发明可方便地在实验室条件下进行测试，同时为测试氧传感器的静态和动态响应特性创造条件，而且实现了测量高精度和低成本的较好结合。