С помощью метода микроиндентирования изучена степень однородности микроструктуры ультрамелкозернистого (УМЗ) магниевого сплава AZ31, полученного в результате специальной термомеханической обработки, включающей четыре прохода равноканального углового прессования (РКУП, маршрут Bс). Дефектная структура УМЗ сплава оказалась достаточно однородной. Наличие текстуры, обусловленной РКУП, проявилось в меньшем среднем значении микротвердости, измеренной на плоскости, перпендикулярной оси экструзии, по сравнению с измерениями на плоскости, содержащей данную ось, и в некоторой зависимости микротвердости от координаты индентирования по периметру заготовки. Величина микротвердости исходного крупнозернистого сплава близка к микротвердости УМЗ образцов, измеренной на плоскости, перпендикулярной оси экструзии. После деформации образцов растяжением в широком температурном интервале 4,2 - 295 К микротвердость в области шейки увеличилась более, чем на 30 %. Температурная зависимость микротвердости в интервале 77 - 295 К указывает на термоактивированный характер пластической деформации сплава AZ31. Механизмом деформации сплава, предположительно, является взаимодействие подвижных дислокаций с локальными дефектами примесной природы.