本发明涉及一种SEM在线纳米切削装置的切削力及切削应力测量方法，包含以下步骤：利用SEM在线观测纳米切削，在金刚石刀具侧刀面上利用SEM沉积功能沉积一条垂直于刀具运动方向的Pt线标记物；开展恒定切削速度下的纳米切削实验和刀具相同切削速度下的空走实验，使用SEM录制切削过程视频；根据SEM生成视频中对应时间分辨率确定提取帧图片的时刻，提取各个时刻下的帧图片；对标记物位置变化进行提取；得到金刚石刀具纳米切削过程中刀杆的挠度变化信息；对切削装置的刀杆进行刚度标定，测量金刚石刀具纳米切削过程中的切削力大小；采用AFM对切削后的样品的表面形貌进行测试；计算出金刚石刀具纳米切削中切削应力的大小。