本发明公开一种三轴试验装置，包括圆柱试样，夹持部，包括施力件和支撑件，施力件位于支撑件内，且施力件与支撑件可拆卸连接，圆柱试样位于施力件内；围压部，设置在支撑件靠近圆柱试样的一侧，围压部包括与支撑件固接的挤压组件，圆柱试样位于挤压组件内，且挤压组件对圆柱试样施加围压；温控部，设置在挤压组件靠近圆柱试样的一侧，温控部包括若干周向设置的调温板，调温板与挤压组件固接，调温板靠近圆柱试样的一侧与圆柱试样抵接。本发明能够实现使得试样不与液压油接触，从而减少了试验的操作步骤，缩短试验所需时间，同时，提高对试样周围温度控制的精确性，并降低试验所需能耗。