一种基于虚拟信道的星地通信测试系统及方法，包括：将各从星遥测数据和主星遥测数据进行重组得到遥测总帧，遥测总帧包含主星和各从星的遥测子帧，各遥测子帧均装订有各从星独有的遥测虚拟信道标识，遥测总帧数据由主星送给对应的地面测控通信节点，地面测控通信节点根据装订的遥测虚拟信道标识分离出各星的遥测子帧；将包含从星数传虚拟信道标识的从星数传数据传送给主星，主星将接收到的从星数传数据和本星数传数据进行重组编排形成数传总帧数据，数传总帧数据包含主星和各从星的数传子帧数据，各数传子帧均包含各星独有的数传虚拟信道标识，数传总帧数据由主星下传到地面数传通信节点进行处理。本发明节约了卫星测试与地面设备资源。