本发明提供一种热防护材料服役性能评价方法，该方法包括：获取热防护材料中各个增强体织物的编织参数；根据编织参数，确定热防护材料的细观尺度代表性体积单元的几何模型；基于细观尺度代表性体积单元的几何模型，根据编织参数及细观尺度热防护材料预设等效性能预测模型，确定热防护材料的等效性能；根据等效性能，确定等效性能与纤维/基体工艺、温度的关联关系；将关联关系输入预建热防护材料服役性能跨尺度预测模型，确定热防护材料的服役性能。该方案可以实现面向极端气动热环境的整体成型热防护材料的服役性能的精准评价。