一种高功率固体激光器热管理系统,其特征在于,包括：依次连接的第一制冷单元、第一冷却腔、第一充液腔、第二充液腔、第二冷却腔及第二制冷单元；所述第一冷却腔与所述第一充液腔共用腔壁A,所述第一充液腔与所述第二充液腔共用腔壁B,所述第二充液腔与所述第二冷却腔共用腔壁C,其中,所述第一制冷单元、第一冷却腔、第一充液腔与所述第二制冷单元、第二冷却腔、第二充液腔为以腔壁B为中心轴的对称结构,所述腔壁B为激光增益介质；所述对称结构任意一侧的充液腔内填充有液态金属,所述激光增益介质的热量通过热传导传递给所述液态金属；所述液态金属将吸收的热量通过所述充液腔与所述冷却腔的接触面传递给所述冷却腔；所述冷却腔内填充有制冷工质,所述制冷工质在所述冷却腔内发生相变以吸收通过所述液态金属传导至所述冷却腔内的热量；所述制冷单元将发生相变的制冷工质冷却到沸点以下并再次进入冷却腔中,以使所述制冷工质处于稳定流动状态并且可循环使用。