本发明提供一种沿面放电电离区域可视化检测装置和方法，涉及高压放电电离测量技术领域。装置包括封闭腔体、地电极、高压电极、加热带、红外相机、计算机、检测阻抗、放大器和示波器；加热带包覆在地电极上，加热带用于通过地电极对绝缘体加热，高压电极用于对绝缘体施加电压、激发绝缘体上的缺陷放电，以电离绝缘气体、形成气体电离区域；封闭腔体的侧壁上设置有观察窗，红外相机设置在封闭腔体外、且正对观察窗，红外相机用于拍摄气体电离区域、并将拍摄的温度分布图像显示在计算机上，检测阻抗用于测量局部放电量、并经过放大后显示在示波器上。装置和方法能够实现带缺陷的绝缘体沿面放电电离区域的可视化，实现在线动态观测。