本发明提供了一种模拟实际汽车行驶大气环境的发动机台架试验系统，包括电子控制单元、台架试验室、大气环境控制系统、发动机进气环境控制系统和发动机排气环境控制系统，大气环境控制系统包括第一进气通道，发动机进气环境控制系统包括第二进气通道，第二进气通道内设置有第一风速调节装置，第一风速调节装置与电子控制单元电性连接，电子控制单元控制第一风速调节装置的转速以向发动机进气系统提供预设目标流速的新风空气气流；发动机排气环境控制系统包括第一排气通道，第一排气通道的第一端与发动机排气系统连通，第一排气通道的第二端延伸至模拟舱外。这样设置在台架试验中能够为发动机提供模拟真实汽车道路行驶环境的大气参数。