本发明公开了一种多场耦合环境模拟及在线监测/观测系统,包括主体试验箱等,主体试验箱上设置有石英观测窗和红外窗口;机械加载模块包括两个同轴心设置的机械加载轴,分别与万能试验机的主轴及试样夹持装置相连;多场服役环境模块设置在主体试验箱外,包括红外激光快速加热设备、X射线辐射设备、腐蚀气箱及冷却系统,分别用于实现加热、辐照、腐蚀和冷却环境;损伤在线监测/观测模块包括设置在主体试验箱外的表面/界面应变实时观测系统、原位断裂行为观测系统、损伤信号收集系统和红外测温仪,以及设置在被测试样上下两端的损伤信号探测器,分别用于捕实时捉应变、原位断裂图像、损伤及温度信息,并通过同步控制系统实现同步运行。