纳米压痕测试技术是一种应用范围广、试件制备简单、操作方便的材料微观力学性能测试技术，通过纳米压痕测试可以得到试件的硬度、弹性模量等多种力学参数。传统的微纳米压痕测试都是在常温下进行的，但任何材料及其制成品在服役期间的工作条件十分复杂，不可避免的会受到温度和电磁场等直接作用，因此传统的材料力学性能测试仪器无法对温度和电磁场等物理场环境下材料的力学性能及其演变规律进行研究。因此，开展变温条件下的微纳米压痕测试研究具有重要意义。特别是在半导体功能材料、先进钢铁材料的微观力学性能测试上，采用变温环境下的微纳米压痕测试将更接近于分析试样材料真实的服役状态。升高温度的微纳米压痕测试扩大了微纳米压痕测试技术的应用领域，为研究材料微纳米尺度的力学行为提供了强有力的支持。论文综述分析了微纳米压痕测试的国内外研究现状，介绍了目前主流的商业化纳米压痕测试仪器，特别针对具有温度加载功能的纳米压痕测试研究进行了评述。对温度场和应力场耦合作用下的压痕测试开展了研究。结合纳米压痕基础理论与功能需求，设计了测试平台总体方案，建立了整机的三维模型，对各单元功能特性进行了有限元仿真分析和整机动态特性分析。在此基础上，研制了集精密驱动、检测、计算机控制与数据处理等功能的微纳米压痕测试平台，对传感器进行了标定分析，据此对测试平台开展了一系列测试，验证了平台的稳定性和重复性，通过改进的机架柔度直接标定法对测试结果进行了校准。通过配置试件样品加热平台，实现了室温至260℃温控范围内的变温微纳米压痕测试。利用校准的测试平台测量了有机玻璃材料的压痕硬度及其变温的压痕响应特性。利用研制的测试平台测得有机玻璃材料的压痕硬度约为291MPa，商业化纳米压痕测试仪的测量结果约为245MPa。误差为18.8%。