本发明提供一种晶粒尺寸测试方法，测试方法包括如下步骤：步骤S1，将样品加工成合适尺寸的试样，将试样待测表面研磨、抛光后得到待测试样；步骤S2，将待测试样放入高温炉中进行加热、保温和冷却处理，高温炉连接高速图像采集CCD系统，通过高速图像采集CCD系统对保温过程中的待测试样表面进行原位实时观察，采集并储存晶界形貌图片；步骤S3，采用尺寸测量软件，导入步骤S2中采集的图片，测量并分析存储图片内的晶粒尺寸，获得平均晶粒尺寸信息。本发明的测试方法可以获得不同温度及保温时间下的晶粒尺寸，操作简便，不使用任何化学试剂，适应性广，耗时短，较现有的晶粒度评级法，获得的晶粒尺寸数据更全面、精确。