本发明公开了一种混凝土骨料在线检测装置、输送系统及其应用方法，本发明的混凝土骨料在线检测装置包括沿着混凝土细骨料的传输方向依次布置的自动扒平组件、滚筒碾压组件以及图像采集分析处理组件，自动扒平组件用于将混凝土骨料传送带上堆积的混凝土骨料自动扒平，滚筒碾压组件用于将自动扒平后的混凝土骨料进行碾散，图像采集分析处理组件用于对碾散后的混凝土骨料进行图像采集分析处理以获得对应的检测指标。本发明能够对传送的细骨料进行自动扒平，再经过滚筒碾压装置碾压均匀后，利用图像采集分析装置对分散均匀的细骨料进行全方位数据检测，能够更加精准地检测出混凝土骨料的检测指标，为砂石系统工艺控制参数及时准确调整提供依据。