本申请公开了农作物生理和结构表型参数多任务并行的自动观测方法，包括：搭建光谱观测系统并对其进行辐射定标，得到辐射定标系数；根据辐射定标后的光谱观测系统，对太阳入射光谱和不同点位的农作物冠层反射光谱进行连续观测，得到时序光谱观测数据；根据辐射定标系数对光谱观测数据进行数据处理，得到太阳入射光谱和不同点位的农作物冠层反射光谱的辐亮度值；根据太阳入射光谱和不同点位的农作物冠层反射光谱的辐亮度值，并行反演各观测对象的生理和结构时序表型参数。本申请能够并行获取太阳入射光谱和不同点位的农作物冠层反射光谱，并反演得到不同点位的农作物冠层的生理和结构时序表型参数。