本发明提供了一种盐穴储库夹层掉块沉降特性实验装置和实验方法，该装置包括：水槽、投石器、反射装置、影像采集处理装置；水槽顶部具有开口，用于盛装实验液体；投石器设置于水槽顶部的开口，用于放置实验掉块，将实验掉块沉入实验液体中；反射装置设置于水槽外的第一方向上，用于反射实验掉块在第一方向的第一沉降影像资料至影像采集处理装置；影像采集处理装置设置于水槽外的第二方向上，用于获取实验掉块在第二方向的第二沉降影像资料和反射装置反射的实验掉块在第一方向的第一沉降影像资料，根据第一沉降影像资料和第二沉降影像资料确定实验掉块沉降特性。本发明对盐穴储库中夹层垮塌后掉块沉降过程进行研究，确定了实验掉块的沉降特性。