本发明公开了一种无级变载式轴向加载系统及轴承微动磨损试验机，所述的无级变载式轴向加载系统包括机架，浮动施力组件、微动模组，所述的浮动施力组件包括设置在机架上受驱动上下竖直运动的滑枕，至少一个上下同轴串联式限位于所述的滑枕的内腔的弹簧定位盘，对应匹配设置在弹簧定位盘下部的弹簧，以及上部能上下游动地被限制在滑枕的内腔中且并与弹簧定位盘或所述的弹簧相顶持的上模座，所述的上模座下端自滑枕开口处伸出，所述的上模座为微动模组提供轴向压力。本试验机能够实现试验载荷无级调变、试验震动频率细分调整、试验震动幅度选择变换、试验温度、或恒温精确控制等多种功能。