本发明属于超快电子显微成像技术领域，具体涉及一种具有多种工作模式的时间分辨试样检查装置，通过在超快脉冲电子源与进行试样检查的超高真空腔体之间加装楔形的连接法兰，并结合多轴试样传输与调整系统的三维平移及两维旋转特性，对试样表面与检查电子轴线的空间关系进行调整，实现两种检查布局；通过改进超快脉冲电子源，在可调节与检查腔体空间关系的基础上实现了出射电子束会聚角可调，从而与两种检查布局结合形成多种工作模式，并通过腔体布局的设计创新集成了试样原位处理与表征及储存等功能，使超快电子显微技术所能检查的试样类型拓展到清洁表面及吸附层等以前不利于检查的多种类试样，以及利用不同衍射方式检查更多类型的结构动态信息。