本发明公开了一种氚化物纳米级微区应力分布的电子显微分析方法。该方法包括以下步骤：(1)聚焦离子束法制备厚度小于100纳米的氚化物透射电镜样品；(2)纳米尺度上确定待分析显微区域并使其处于正带轴状态；(3)设置透射电镜光路旨在获得显微区域内某点的纳米衍射谱；(4)设置纳米衍射谱面扫描分辨率和采集时间并开始采集待分析区域的纳米衍射面扫描；(5)以起始点纳米衍射谱中低指数晶面衍射斑为基准，计算面扫描中各相同衍射斑的矢量偏移情况，得出氚化物的微区应力分布。该方法分析得出了氚化物中纳米尺度氦泡区域微区残余应力分布，不仅对揭示氚化物中氦泡演化机理有重要意义，还在材料微区残余应力显微分析领域具有重要的应用前景。