本发明公开了一种高分辨光电子速度成像装置，包括：电子飞行管道、电子速度聚焦棱镜组、屏蔽电极、电子时间‑位置探测器和屏蔽罩。本发明将传统的光电子速度成像系统中的静电透镜设计为多级静电透镜，在光电子无场飞行区域设立多级接地电极保护电极屏蔽电场，结合高时间、空间分辨率的微通道板，使得在对低动能电子实现高分辨率的情况下，对高动能电子也能保持较高的分辨率。通过调整施加在静电透镜上的电压，可以实现对不同动能范围的光电子均实现较高的分辨率。