本发明提供一种垃圾土压缩沉降分层观测仪及其测试方法。本观测仪包括固定框架、试料桶、传力机构、施力机构，施力机构由荷载和滑轮组组成，荷载的重力通过滑轮组、传力机构传递到试料桶内的试料上，传力机构设置有轴力传感器，试料桶底设置有压力传感器，同时在传力机构的加压盘上连有游标卡尺，试料桶体外壁设有标尺，试料桶盖设有加水口、气体收集口、试料桶底设有液体收集管，在测试垃圾土分层压缩沉降时，将试样分层放入试料桶内，通过层间标记物的位置变化测出每层垃圾土的沉降值，通过本发明能准确观察荷载的传递关系，可方便的观察试料的压缩沉降分层信息，可以实现淋滤液回灌，能更真实的模拟生物填埋场。