本发明公开了一种增材制造多尺度温度场在线监测的装置和方法，属于增材制造技术领域，方法首先通过热电偶监测基板预热温度，然后由红外测温仪测试打印过程中熔池温度分布，接着热像仪扫描成形件上表面，获得每一层试样的实时温度分布；根据所述基板预热温度、所述熔池温度分布、所述每一层试样的实时温度分布实时调控下一层打印参数，改善打印质量。还相应地提供了增材制造多尺度温度场在线监测的装置。本发明能够从三个尺度在线监测成形件在增材制造过程中出现的裂纹、飞溅、孔洞和几何变形缺陷，通过温度反馈实时调控工艺参数，能够提高打印质量。