本发明公开了一种四通道微波光延迟线测试系统及其方法，包括网络分析仪；发射部分，与所述网络分析仪的参考发射端口相连；接收部分，与所述网络分析仪的参考接收端口及所述网络分析仪的测试接收端口相连。所述测试方法根据网络分析仪的接收端口的读数计算微波光延迟线的四个输出端口的相位差。本发明基于普通的双端口矢量网络分析仪，而不需要宽带微波源和额外的软件，完成对一个四通道微波光延迟线的所有通道同时进行快速测试，提高了测试效率，降低了测试难度与成本。