一种在线检测含能材料颗粒形貌及粒径分布的装置，包括成像探头、降温装置、主机、计算机，工作时，成像探头将获得的含能材料颗粒样本的图像传输给计算机，计算机对图像进行处理和计算，单个颗粒的粒径，统计得到颗粒形貌及粒径分布。本发明消除了现有技术中粒径和颗粒形貌检测耗时长、检测结果滞后，无法进行实时在线检测含能材料颗粒形貌和粒度分布等缺陷，无需取样、制样，实现了在线实时图像采集，在线实时图像处理，为提升产品质量，改进生产工艺提供了最为及时准确的数据。