Una prueba de tensión biaxial considerando la temperatura es crucial para predecir las propiedades mecánicas de los envoltorios de dirigibles. Sin embargo, hay una falta de equipos de prueba de tensión biaxial para la correlación de alta y baja temperatura. En este estudio, se diseñó un dispositivo de control de temperatura adecuado para la tensión biaxial basado en el dispositivo tradicional, y se realizó la prueba de tensión biaxial del material UN-5100 en entornos de alta y baja temperatura. Además, se llevaron a cabo una serie de pruebas para verificar la efectividad y racionalidad del dispositivo de control de temperatura. Luego, se realizaron pruebas de tensión biaxial de muestras de UN-5100 entre -33 grados C y 80 grados C y se obtuvo la relación esfuerzo-deformación de las muestras de UN-5100 en entornos de alta y baja temperatura. Con base en los datos de la prueba, se calcularon el módulo de elasticidad y el coeficiente de Poisson de las muestras de UN-5100 a diferentes temperaturas. Finalmente, los resultados de la prueba mostraron que el módulo de elasticidad y el coeficiente de Poisson del envoltorio del dirigible eran mayores a bajas temperaturas, lo que indica que la cápsula es relativamente segura a tales temperaturas. También se resumieron las relaciones entre la temperatura y las propiedades mecánicas del dirigible.