本发明公开了一种研究喷雾形态及其微观特性的定容燃烧装置，包括安装在箱体内部的燃烧弹体，所述燃烧弹体设置有四个形状为通孔的观察孔，所述观察孔的轴线均在同一水平面，其中两个观察孔的轴线之间的角度为180°，另外两个观察孔的轴线之间的夹角为160°；所述观察孔上安装有光学观察窗口，所述光学观察窗口由端口法兰、光学玻璃和玻璃压盖构成；所述燃烧弹体的中部正上方设置有喷油器系统。本发明装置能与多种现代光学测量仪器配合使用，进而达到既能观测喷雾宏观形态又能测量其微观特性的目的，而且通过设置同步信号，可同时获得一束或多束喷雾的宏观形貌图及其微观信息，从而实现对燃料的破碎雾化更进一步的研究。