本发明公开了一种跨尺度多功能集成的质子交换膜燃料电池测试系统，主要包括用于电池整体输出性能测试的质子交换膜燃料电池测试平台，用于多孔电极各项性能测试的多孔电极扩散率测试系统、多孔电极渗透率测试系统、多孔电极电导率测试系统，用于多孔电极微结构的应力应变测试和多孔电极压缩比控制的多孔电极装配压力测试系统，用于观察多孔电极微结构变化和燃料电池液态水分布情况的微结构及液态水光学表征系统，ECU电子控制单元以及计算机控制处理集成系统。本发明的测试系统，具备质子交换膜燃料电池微观尺度多孔电极传输特性、力学强度与宏观尺度电池性能测试功能，解决质子交换膜燃料电池领域微观尺度实验测试欠缺和集成度不高的问题。