本发明涉及材料力学性能和显微组织结构原位表征技术领域，提供了一种原位微型力学测试台，包括电机执行机构、弹簧辅助加载机构、位置传感机构、力传感机构和基座，电机执行机构固定于基座，电机绕轴向的旋转输出经转向和传动转化为弹簧辅助加载机构的直线运动，弹簧辅助加载机构施加载荷于样品上，位置传感机构实时探测弹簧辅助加载机构的相对位置变化量即样品形变量，力传感机构实时探测样品承受的应力值。本发明夹具支撑架和丝杠螺母副在丝杆轴向为弹性连接，在此基础上增加载荷振荡器可实现对样品的疲劳性能测试与材料在疲劳载荷作用下的显微组织形貌、化学成分、晶体结构和相结构信息的原位表征，结构合理紧凑，利于力控制模式下的精细控制。