本公开涉及航空技术领域，尤其涉及一种镍基单晶小试件的高温疲劳夹具及高温疲劳试验设备。该镍基单晶小试件包括相对设置的第一部和第二部、及连接第一部和第二部的第三部，第一部和第二部的相同侧的侧壁上均设有第一卡合体，第三部的尺寸小于第一部和第二部的尺寸。该高温疲劳夹具包括连接部和装卡部，其中：连接部能够与疲劳试验机相连接；装卡部固定于连接部远离疲劳试验机的一端，用于装卡镍基单晶小试件。该高温疲劳夹具的结构较为简单，使得镍基单晶小试件的固定和拆解较为容易，也能够阻挡断裂后的镍基单晶小试件飞溅出去。