本发明公开了一种燃气轮机效率在线性能测试系统，包括移动测试工具箱以及集成安装在移动测试工具箱内的环境数据监测单元、数据通讯传输单元、在线性能计算单元、报告生成单元、供电电源单元和支撑铰连单元；环境数据监测单元经由数据通讯传输单元连接至在线性能计算单元，在线性能计算单元经由数据通讯传输单元连接至报告生成单元。本发明中，将环境数据监测单元、数据通讯传输单元、在线性能计算单元、报告生成单元和供电电源单元集成安装在移动测试工具箱内，实现远程实时掌握机组、系统和热力设备的性能状态，以便及时调整设备的运行方式，控制时效性较强。