本发明涉及微观组织表征、力学、疲劳、腐蚀、应力腐蚀、腐蚀疲劳和失效分析等多学科交叉实验领域，具体是一种可高低倍在线观测试样标距段形变及损伤的原位测试系统及其使用方法。该系统包括：电化学工作站、电化学工作站控制面板、微力疲劳试验机、微力疲劳试验机控制面板、长焦距非接触光学应变测量仪、高低倍光学显微镜、板状试样、高低倍光学显微镜控制面板、循环泵、外部加热或制冷循环相溶液池、力学实验台。本发明用于板状材料试样在不同力学和腐蚀环境交互条件下形变和损伤动态演变过程的观察，能够高低倍原位实时观察材料在温度、腐蚀环境和载荷三者交互作用条件下的应力腐蚀开裂和腐蚀疲劳破坏过程。