本实用新型涉及一种水下成像观测设备，尤其是对海水中气泡、悬浮颗粒物、浮游物等进行观测的设备，属于水样观测技术领域。包括测量部件，测量部件包括光源组件、光线散射组件以及光电成像组件，其中，光源组件、光线散射组件的中心轴线重合，所述测量部件设置于球形壳体内，所述球形壳体由透明材料制成，所述光电成像组件倾斜设置于光线散射组件上方，且所述光源组件、光线散射组件的中心轴线与光电成像组件的中心轴线交汇于球形壳体外一点。本发明水下成像观测设备的测量部件设置于球形壳体内，由于受到外部球形壳体的保护，克服了现有技术中测量部件容易被碰撞或者缠绕，最终导致测量结果不准确甚至无法完成测量的弊端，提高测量准确度。