本发明提供了一种在线检测控制复合微结构阵列微成型的装置，其热压系统包括由上至下依次设置的加热装置、上模板、模芯固定装置、微结构模芯、弹性微孔网、工件、工件定位装置和下模板；微结构模芯通过模芯固定装置固定于上模板下方，上模板及微结构模芯通过加热装置进行加热；弹性微孔网包覆于微结构模芯底部；工件与微结构模芯相对设置；漫反射光学检测控制系统包括光线发射装置、光线接收装置及光信号处理控制模块；本发明还提供一种在线检测控制复合微结构阵列微成型方法，通过控制光线发射装置对工件表面发射光线以及控制光线接收装置接收漫反射光线，实现对工件表面复合微结构的成型情况进行检测，或对工件表面平面微结构情况进行检测。