本发明涉及一种研究坡面沟道系统水蚀过程的试验设备及其试验方法，它包括底架、与底架相连的坡面径流小区和沟道径流小区，底架的一端设置有行走轮组、另一端设置有转向轮组和与转向轮组相连的行走牵引杆，坡面径流小区和沟道径流小区均设置在底架的上方，坡面径流小区的端部与沟道径流小区的端部铰接，沟道径流小区的另一端与底架的行走轮组端铰接，底架和沟道径流小区之间设置有控制沟道径流小区升降的沟道升降机构，底架和坡面径流小区之间设置有控制坡面径流小区升降的坡面升降机构，本发明具有能人为的填压土壤、移栽植被、自动调节沟道角度、自由移动设备整体、缩短试验周期，并且能实现不同立地条件下土壤水蚀过程精确模拟的优点。