本发明提供的是一种全固态锂离子原位测试装置，其包括样品装置、与样品装置电性连接的充放电系统、以及分别设置在样品装置外侧的温控系统和探测器装置；样品装置包括连接组件、样品杆和电池组件，电池组件通过样品杆与连接组件相通连接；电池组件包括顶壳、链接杆、电池体和底壳，底壳通过下压紧螺帽压紧在电池体的下部；本发明全固态锂离子原位测试装置可实现在施加温度场、电化学场以及真空环境条件下对全固态锂离子电池进行原位中子衍射实验，并具有定位样品位置、更换正负极片便捷、适应不同尺寸样品的优点。