本发明公开了一种热疲劳试验机及试验方法，热疲劳试验机的特征是包括驱动、加热、冷却、干燥、观测、温度检测、控制系统和机座。驱动系统由步进电机、旋转轴、工作台圆盘、试样装载装置组成；加热系统由超音频感应器、U形感应线圈、循环水槽、潜水泵组成；冷却系统由低温恒温槽、水泵、冷却槽、输送管、喷嘴组成；干燥系统由鼓风机、集风管组成；观测系统由连续变焦镜头、LED光源、CCD组成；温度检测系统包括传感器和支架；控制系统包括开关、触摸屏、工控机、PLC、试验程序。热疲劳实验步骤有装夹试样、参数设置、开启观测系统、开启冷却系统、进行试验和停机。本发明可解决现有疲劳试验机的精度不高、试验速度慢、过程繁琐等问题。