本实用新型公开了一种用于岩石孔隙尺度多相流运动特性研究的试验装置，包括流量控制系统、可视化观测成像系统、微观模型和数据采集分析系统；本实用新型采用天然土体孔隙复制品微观模型作为研究对象；流量控制系统由三台高精度可编程微量注射泵及管路组成，可以提供精确稳定的流量输入；可视化观测成像系统主要由试验工作台、光学显微镜系统、LED光源、微流体压力传感器、可旋转式夹具、CMOS高速相机和辅助支撑系统组成；数据采集分析系统可以实时自动保存试验全过程的影像数据、微观模型进出口端的压力值及围压环境压力值，试验结束后可通过自编程序完成影像数据的后处理，进而进行分析。试验过程操作简单，可直观显示结果，结果可靠性强。