同步辐射光源的出现为材料内部细微观表征提供了全新手段，为了将同步辐射光源应用于材料的疲劳研究，一些耦合同步辐射光源的疲劳试验机相继问世，但是这些试验机往往局限于加载频率、试样尺寸和成像表征等。 为了解决传统原位疲劳试验机的局限性， 本文开发了一种基于同步辐射光源的高温高频原位衍射与成像疲劳试验机，该疲劳试验机通过采用高频疲劳加载模块和超声疲劳加载模块，可实现 20~1 000 Hz 和(20±0.5) kHz 宽频域疲劳加载，在有限机时内可开展低周、高周和超高周疲劳实验。 试验机具备常温和高温实验能力，高温模式采用高频感应加热和红外实时温度监测，通过比例积分微分(proportional integral derivative, PID)反馈控制动态调节，可实现 400~1 000 ℃高温实验；适配宽范围尺寸疲劳试样，便于纳入尺度效应对材料性能和行为的影响。 基于开发的原位疲劳试验机在上海同步辐射光源(Shanghai synchrotron radiation facility, SSRF)BL16U2 线站开展了系列原位衍射、成像及二者的协同实验，结果表明，该原位疲劳试验机具备实现疲劳试验过程中材料内部缺陷的动态表征、材料内部缺陷和裂纹的无损三维形貌表，以及疲劳过程中衍射与成像的多尺度协同表征能力，可为疲劳过程中材料内部损伤演化行为研究提供良好的科研平台。