本发明公开了一种实验动物可穿戴式微型在体成像系统。本可穿戴式微型在体成像系统将自聚焦透镜植入实验动物组织内，由承载装置固定自聚焦透镜并固定于实验动物体表。LED光源发出的激发光依次经聚光透镜、激发光滤光片后由二向分色镜依次反射入物镜和自聚焦透镜，自聚焦透镜将激发光入射至实验动物待观测的组织或器官内形成成像光；物镜接收自聚焦透镜返回的成像光，并将成像光向上经二向分色镜透射到二向分色镜正上方的反射镜，再经滤光片和消色差透镜成像在CMOS相机上。本发明可在任意时间、实验动物任意生理状态下通过承载装置固定于动物身上或从动物身上取下，方便与实验人员在实验动物多种生理活动下的实验操作和显微成像观察。