一种用于测量燃气轮机透平叶顶综合冷却效率的实验系统，包括主流系统和冷却气体系统；主流系统包括变频风机以及与风机出口连接的带拐角的管路，管路拐角处为试验段，在试验段设置待测量叶片；试验段的上端壁盖板正对待测量叶片的叶顶布置有红外玻璃，红外玻璃上方放置红外热像仪，用于透过红外玻璃测量叶顶表面的温度分布，在试验段入口端，布置有总压探针、毕托管和主流热电偶，用于监测主流工况；在待测量叶片的供气腔中布置有供气腔热电偶；冷却气体系统包括冷却气体气源，冷却气体气源与待测量叶片的进气接口连接，且在连接管路上设置有换热器，利用本发明可得到匹配燃气轮机真实工况下的叶顶无量纲温度分布，辅助叶顶冷却结构设计。