本申请公开了一种分层土壤湿度同步测量装置。该装置包括多个测样组件、控制组件和连接杆，一测样组件的底部与相邻另一测样组件的顶部连接，位于最顶部的测样组件的顶部与连接杆的底部连接，测样组件的内部设置有湿度传感器和传动组件，湿度传感器设置在传动组件上，连接杆的内部开设有第一腔室，第一腔室内设置有内控轴，控制组件设置在连接杆的顶部，内控轴的顶端与控制组件连接，多个测样组件内的传动组件依次连接在内控轴的下部，控制组件通过内控轴带动多个测样组件内的传动组件运动，以使湿度传感器运动至测样组件的外部对不同土层的湿度进行测量。本申请解决了土壤湿度测量装置对精度低、无法同时对不同土层进行湿度测量的技术问题。