复合固体推进剂是一种典型的颗粒增强复合材料，准确地表征固体推进剂的损伤演化行为对其服役性能极为重要。基于高分辨率同步辐射X射线显微计算机断层扫描技术，开展不同应变率下复合固体推进剂的原位单调拉伸试验。基于成像数据，对材料内填料颗粒体系微结构与损伤进行三维重构，定义孔隙率为损伤形成空腔的体积分数，利用孔隙率对推进剂的损伤度进行表征，并结合超景深显微镜对失效试样断口进行分析。结果表明，填料颗粒球度分布在0.5-1之间，几何形貌以椭球形为主；载荷应变率为0.1 s^-1时推进剂的损伤表现为颗粒与基体间的脱湿，应变率为8 s^-1时则主要为脱湿，同时伴有基体微裂纹及填料颗粒的穿晶断裂；载荷应变率为0.1 s^-1与8 s^-1时试样临界状态的孔隙率分别为1.2%与10.12%，应变率的提高使推进剂的损伤度显著增大。研究结果为复合固体推进剂的损伤表征与评估提供了重要的数据支撑。