本发明公开了一种高功率毫米波功率测量校准装置，被校系统两端设有进液管和出液管；所述功率测量校准装置设置于进液管之上，并位于第一测量单元与被校系统之间；所述功率测量校准装置通过恒温水箱内加热和制冷模块完成恒温水箱内液体加热，并获得恒温水箱内液体储存热量为Qs，作为校准用标准热量；在被校系统在空载状态下，恒温水箱的液体进入被校系统，此时，被校系统基于测得的进液口和出液口处的温度和流量信息完成流经被校系统的液体热量变化量Qm的测量，则被校系统能量测量误差ΔQ为：ΔQ＝Qm‑Qs。从而通过该误差值，再结合毫米波脉冲宽度即可得到校准后的毫米波功率，完成对被校系统的校准。