本发明公开了一种基于光学成像技术的高通量植物表型分析装置，包括：避光罩；底座，安装在避光罩内，底座中间设有工作位；顶架，安装在避光罩内固定在底座正上方；物料载台，安装在底座的工作位上；传感器平板，通过平移机构安装在顶架上；叶绿素荧光成像仪，安装在传感器平板上；近红外多光谱面型成像仪，安装在传感器平板上；红外热成像仪，安装在传感器平板上；三维重构成像仪，安装在传感器平板上；光源组，安装在传感器平板上为上述成像仪提供激发光和照明光；本发明还公开了基于光学成像技术的高通量植物表型分析方法；本发明的装置和方法使用方便，可以获取完整的植物表型数据，测试结果准确。