本发明公开了一种空间极高精度指向测量仪器热光耦合效应确定系统及方法；本方法通过在空间极高精度指向测量仪器内部设计热光耦合效应自监视组件，建立了与恒星星光成像共光路的模拟星光。该光路可闭环测量空间极高精度指向测量仪器光学成像组件由于空间光热耦合效应产生的成像变化情况，用此测量结果评价恒星星光成像光路的变化。同时，在光学成像组件的核心光学零件上建立温度检测与补偿组件，实时测出不同模拟星光指向变化下的光学零件温度分布情况，通过闭环补偿形成稳定的温度场，达到降低测量仪器低频误差的目的，最终可以定量得到热光耦合对空间极高精度指向测量仪器的影响量。