本发明公开了一种微焦点X光多外场材料结构与性能显微表征技术，包括微焦点X射线管及其光线调制装置、外场模拟器、CCD摄像机、样品安装架、X射线管固定架、外场模拟器移动架、CCD摄像机移动架、水平移动轴、步进电机和X射线管保护罩。所述的微焦点X射线管通过X射线管固定架固定在平台上；所述的外场模拟器通过外场场模拟器移动架上的滑移块与水平移动轴配合；所述的CCD摄像机通过CCD摄像机移动架与水平移动轴配合；所述的样品安装架通过外场模拟器将样品放入其中；所述的步进电机通过水平移动轴与外场控制器移动架和CCD摄像机移动架联动。通过设置外场模拟器的变化曲线模拟不同工况，实现原位实时观察工件在不同外场条件下的结构和性能表现。