本发明提供一种回转窑火焰观测装置，包括：第一火焰摄像装置和第二火焰摄像装置，第一火焰摄像装置安装在回转窑门内，回转窑门上安装有燃烧器，第二火焰摄像装置安装在燃烧器内开设的孔道内，孔道由燃烧器的端部沿轴向开设，孔道与燃烧器内部的喷射风道或旋转风道相通。本发明提供的回转窑火焰观测装置，在燃烧器的外侧安装第一火焰摄像装置的基础上，在燃烧器本身增加第二火焰摄像装置，从而实现对火焰外部和内部的性状的全面观测，同时增加比色高温计，对火焰的温度梯度进行观测形成火焰的立体展示，能够全方位地观测和评价火焰，更好地优化燃料的燃烧效率，该装置无环保和特殊限制，完全适合工业生产场合，使用安全可靠。