本发明提供了一种空中下载测试系统及方法，工控机用于响应于升级指令，将预先存储的升级包发送至诊断单元；诊断单元用于测试诊断单元与云平台之间的通信连接状态，如果生成的诊断报文指示连接状态正常时，通过云平台将升级包发送至主电子控制单元；主电子控制单元用于如果判断当前符合升级条件，将接收到的升级包发送至多个程控路由模块中的至少部分程控路由模块，以使至少部分程控路由模块对应的从电子控制单元根据升级包进行升级，将升级结果反馈至云平台。该系统可以实现工控机与云平台之间的交互，实现对云平台的自动化访问，从而在测试过程中，可以向云平台发送升级包，并通过云平台自动接收升级结果，提升了测试手段多样性和测试效率。