本实用新型涉及一种大尺寸高温风洞热防护结构，属于风洞试验技术领域。本实用新型为了解决大尺寸高温风洞内部气流总温总压高、洞体结构设计困难的问题。包括耐高温内层、隔热层、耐高压外层和通气环肋，所述的耐高温内层和耐高压外层之间固定连接有通气环肋，隔热层固定铺装在耐高温内层的外侧。内层结构开有压力平衡孔，起到均压作用。环肋结构开有人孔，起到均压与安装维护的作用。本实用新型通过多层复合结构设计，阻隔高温气流与洞体承压结构之间的热量传递，保护洞体结构的安全稳定；同时减小热量损失，为飞行器风洞试验提供满足总温条件的试验气流。