本发明的一种光学自对准极低温测试系统包括低温冷源模块、吸附式制冷模块及光学自对准模块，低温冷源模块与吸附式制冷模块横向并排排布，降低了极低温测试系统的高度，方便后续的拆卸安装；低温冷源模块的真空罩与吸附式制冷模块的吸附级真空罩相连通，通过同一真空泵提供真空环境，减少空气对流造成的热损失；两级封闭低温环境，可减少系统对待测器件的辐射漏热，提供恒定的极低温环境，保证器件正常工作；设置可拆卸的吸附级真空密封板、吸附级一级冷板与吸附级二级冷板，简单方便地更换器件、滤波片、光纤；能够兼容光纤和自由空间这两种真空光传播方式，突破传统壁垒，大大提高光学自对准极低温测试系统的应用范围。