本发明属于天线与微波技术领域，公开了一种基于机械臂的天线测试方法及测试控制系统，用于对天线性能进行测试。本发明的方法包括：预设扫描范围及扫描面，粗扫确定扫描中心位置；根据上一步骤中所记录的幅度和相位数值，通过与预设的扫描范围条件对比，预估扫描范围；沿所述预估的扫描范围的边界扫描一周，若在此扫描一周的过程中读取的幅度和相位满足预设的扫描范围条件，得到一个封闭区域；生成一个能够覆盖所述封闭区域的矩形扫描范围，作为正式的扫描范围；根据所述矩形扫描范围，自动生成回形扫描路径；沿预先确定的回形扫描路径扫描。采用本发明能够将基于机械臂的天线测试累积的位置误差控制在一定范围内。