本发明公开了一种微波多级变频组件相位测试系统及方法，该系统包括矢量网络分析仪、主控计算机、无源变频链路、第一本振信号源、第二本振信号源、第三本振信号源、第一功分器、第二功分器、第三功分器、微波多级变频组件，测试时，利用矢量网络分析仪确定基准件与无源变频链路的矢量差值，以及待测件与基准件的矢量差值；根据待测件与无源变频链路的矢量差值及基准件与无源变频链路的矢量差值，确定待测件与基准件的矢量差值；结合基准件的矢量，确定待测件的矢量，完成微波多级变频组件相位测试。本发明基准件只需做一次校准就可以不再使用，只需要连接一个微波多级变频组件，连接复杂度和电源功耗比原来降低一半。