本发明公开了一种大面积平行光模拟器，本发明利用LED芯片具有光效高、发热量小、响应快、寿命长等特点，使用单个LED芯片为光源，每个LED采用非球面聚光透镜作为聚光器件，菲涅耳透镜作为准直器件，三者的组合就可以完成聚光，然后在修正成平行光的功能。本发明由不同谱段的多个LED光照单元组成平行光光照单元模块，进而组成整个大面积平行光模拟器，相比氙灯或卤素灯光源，使用LED芯片大大降低了功耗、散热的要求，从而降低了结构重量，使得大面积平行光模拟成为可能，解决了传统太阳模拟器在大面积平行光模拟时遇到的功率、结构、光学设计等方面的问题。