本申请涉及高空机翼结冰及防冰技术领域，特别是涉及一种水滴撞击过冷表面的实验装置及应用。水滴撞击机翼是一个复杂的过程。机翼积冰后，会带来一系列危害，影响都会改变飞机的纵向静稳定性，动稳定性也会受到相应的影响。本申请提供了一种水滴撞击过冷表面的实验装置，包括撞击表面温控单元、水滴生成单元、水滴速度调整单元和数据采集单元，所述撞击表面温控单元与所述水滴速度调整单元连接，所述水滴生成单元与所述水滴速度调整单元连接，所述数据采集单元用于采集水滴撞击冷表面的全过程。实现了不同尺寸的水滴，以不同速度撞击不同温度的过冷表面的实验效果。