本发明公开了一种变压器绕组温控器热模拟装置温升特性的试验方法，包括：在变压器内部温度与环境温度一致时，分别读取绕组温控器和油面温控器的当前温度示值；根据变压器的额定负荷电流及电流互感器变比，计算出目标加热电流，通过恒流源装置将电流输出给所述绕组温控器；电热元件使所述绕组温控器的温度示值上升，当所述温度示值在预设时间范围内保持稳定时，分别读取绕组温控器和油面温控器的当前温度示值，根据四个温度值计算绕组温控器热模拟装置在变压器额定负荷电流下对应的目标加热电流所产生的温升。本发明提供的方法，无需恒温油槽即可完成温控器热模拟装置温升特性的试验，并可同时测量和修正环境温度变化对变压器油温带来的附加影响，实时性强且模拟结果的准确度高。