本申请涉及金属材料真空电弧熔炼技术领域，尤其是涉及一种基于炉壳温度在线监测的金属材料凝固组织调控方法，包括如下步骤：根据待熔炼合金样品的最低共析转变温度确定熔炼炉的炉膛的气氛极限温度，再计算得出炉壳的极限温度；熔炼炉的位于炉内坩埚的上端面及上端面以上空间所对应的外炉壳形成有至少两个测量位置，且在测量位置处对炉壳进行测温，且使得实测的炉壳温度始终小于或者等于炉壳的极限温度。可见，通过将炉膛的气氛温度与炉壳的温度关联起来，通过测量炉壳的温度，确保炉膛的温度不至于过高而产生铸锭组织偏析，即通过本基于炉壳温度在线监测的金属材料凝固组织调控方法能够有效避免组织偏析的产生，使得熔炼组织更加均匀。