本发明涉及一种微型原位测温高温原子分子蒸发和发射装置，包括：真空连接支座上安装有冷却套筒，冷却套筒的顶部安装有二级蒸气喷嘴、一级蒸气喷嘴和高温加热套筒，高温加热套筒内设置有双头坩埚，双头坩埚内放置有原子分子固态样品，双头坩埚的底部安装有测温探头，一级蒸气喷嘴和二级蒸气喷嘴均为可替换孔径式设计的蒸气喷出限束准直孔，冷却套筒用于冷却和屏蔽装置内部的高温；高温加热套筒用于加热双头坩埚；测温探头用于原位测量双头坩埚的内部温度；一级、二级蒸气喷嘴用于实现原子分子蒸气束流半径的一级、二级限束和喷射方向的一级、二级准直。与现有技术相比，本发明能够有效减少高温辐射、精准调控原子分子蒸气的束流半径及喷射方向。