本发明提供一种具有宽温域特征的材料组织性能原位检测设备，属于材料组织性能检测技术领域。该设备包括宽温域环境舱及控制系统、变形加载控制系统、气氛保护系统、动态补偿显微观察系统，宽温域环境舱置于变形加载系统中，宽温域环境舱连接气氛保护系统，动态补偿显微观察系统水平正对宽温域环境舱。该设备能够在‑100℃～1000℃范围内开展拉伸、压缩、短期高温蠕变和疲劳性能检测，且能够在性能检测的同时，通过动态补偿显微观察系统原位观察并记录材料表面有关组织转变、显微滑移开动和裂纹扩展等微观特征。