本发明涉及一种用于高能重离子辐照样品的小冲杆测试装置和方法，该装置包括：下夹具，设置于底座上，所述下夹具上设置有样品槽，用于容纳高能重离子辐照样品；上夹具，其与所述下夹具相适配，所述上夹具内容纳有冲压球，用于挤压所述高能重离子辐照样品；冲杆，所述冲杆的上端与连接杆连接，所述冲杆的下端为自由端，用于挤压所述冲压球；线性位移传感器和固定杆，所述固定杆与所述连接杆活动连接，所述线性位移传感器设置于所述下夹具上，并与所述固定杆固定连接，用于测定所述连接杆的位移。本发明装置能够使得离子辐照样品在小冲杆测试过程中不会进入薄膜拉伸阶段进而能够获得其屈服应力等有效参数。