本发明公开了一种用于测定复杂接触面摩擦系数的高精度直接测试系统和测试方法，该系统包括基座、侧挡板Ⅰ、滑台、伺服电机、夹具和水平滑轨。基座上固接水平滑轨和侧挡板Ⅰ，水平滑轨上安装有滑台，伺服电机控制滑台滑动。滑台上固定膜式压力传感器，膜式压力传感器上固定压板。压板上固定材料B，夹具固定材料A，夹具上滑动连接配重块，夹具与侧挡板Ⅰ之间通过单轴向拉力传感器和连接杆连接。测试时，材料B与材料A产生相对运动形成摩擦副，膜式压力传感器和单轴向拉力传感器的监测数据发送至上位机。所述系统可用于直接测定任意形状接触面之间的摩擦系数且具有较高的测量精度，能测出静摩擦系数和动摩擦系数，可用于实际摩擦副的接触分析。