本发明涉及基于二氧化钒纳米线的纳米材料导热系数的测量系统。该系统包括二氧化钒纳米线悬臂梁、激光热源机构、光学显微镜机构和真空压力腔机构;激光热源机构和光学显微镜机构位于真空压力腔机构外部。真空压力腔体内一侧设有硅片基底,二氧化钒纳米线悬臂梁的一端连接着硅片基底,一端为悬壁端,二氧化钒纳米线悬臂梁与真空压力腔体顶部的玻璃窗口对应;光学显微镜机构位于玻璃窗口外部的上方;测量时,待测纳米线悬臂梁的一端连接着硅片基底,且位于二氧化钒纳米线悬臂梁的上方;待测纳米线悬臂梁的另一端为悬臂梁,连接着二氧化钒纳米线悬臂梁的悬臂端。本发明用于相关热物性测量,成本低,防止纳米线表面出现加速老化,提高了测量的准确度。