本发明公开了一种用于摩擦界面原位光谱表征的微型摩擦磨损测试仪及方法。本发明的测试仪中，测试单元的下试样为摩擦测试球，其与平板状上试样的下端面在加载力的作用下形成一对摩擦副；下试样由压电电机提供动力绕轴线做回转运动，上试样被压紧在试样盖的半球形凸台与框架上盖的半球形凸台之间，其中的半球形凸台表面均覆盖有石墨烯涂层，与上试样接触光滑；通过平衡配重块调节平衡后，再通过砝码加载在杠杆结构上，实现对下试样精确施加加载力；通过环境腔可对摩擦环境进行配置，控制摩擦气氛及润滑的施加；摩擦副之间的摩擦力由力传感器测量。本发明的测试仪结构紧凑，体积小巧，结合光谱分析设备有助于加深对摩擦过程与起源的理解。