本发明公开了一种多级重力式自流动液体工质热管理性能测试系统及方法，系统的第一测试管路上包括若干储液装置，第二测试管路包括取样口、温度传感器、带有温度传感器的水浴箱、压力测试装置、带有温度传感器的加热器；第一辅助测试管路上包括流量计、取样口、液位计和搅拌装置，第二辅助测试管路包括动力泵。本发明通过重力作用使管内工质自主流动避免外加机械或电力器件的干扰，设置不同的储液池高度来提供多级重力以控制工质流速，通过第一测试管路上的温度传感器和取样口对工质进行测量和取样。