本发明公开了一种兆瓦级脉冲功率测量装置及方法。其中，兆瓦级脉冲功率测量装置包括兆瓦级脉冲功率级联耦合传输系统，真空制备系统和冷却系统，以及兆瓦级脉冲功率测量系统。兆瓦级脉冲功率级联耦合传输系统包括真空直波导、定向耦合器、真空波导三通和大功率负载，用于对脉冲功率进行传输。真空制备系统和冷却系统包括离子泵、机械泵分子泵机组、空气压缩机、水冷机等，用于排除空气和降温。兆瓦级脉冲功率测量系统包括峰值功率分析仪、示波器和控制监测组合，用于对脉冲功率进行测量。本发明提供的兆瓦级脉冲功率测量装置及方法，能有效避免兆瓦级脉冲功率在传输过程中造成波导内部空气击穿或者衰减器烧毁，具有安全、稳定、准确等特点。