本发明涉及土壤蒸发实验技术领域，提供一种非均质非饱和土壤蒸发过程示踪装置及方法，所述装置包括：柱体，设置为第一端开口、第二端封闭的筒体结构；透水板，设有多个透水孔，透水板设置于柱体内且与柱体的第二端之间形成空腔；隔板，设置于空腔，且隔板的第一端与透水板相连接，第二端与柱体的第二端相连接，以将空腔分隔为相互独立的两个腔室；多孔板，设置于柱体内，且用于将透水板与柱体的第一端之间的空间分隔为两个容纳空间，两个容纳空间与两个腔室一一对应地连通，且两个容纳空间分别用于放置不同的土壤。隔水片，可拆卸地设置于柱体内，并用于封堵和打开多孔板。所述装置能够为蒸发实验提供与实际相符的初始条件以及蒸发条件。