本发明涉及采矿工程试验研究技术领域，具体是一种复杂条件煤层开采地表沉陷相似模拟试验装置，包括底座、试验箱、填充件和试验箱角度调节机构。本发明还提供了一种复杂条件煤层开采地表沉陷相似模拟试验方法。相对于现有技术，本发明的有益效果为：通过开采口调节机构调节开采口的高度，选用与开采口匹配的填充件能够模拟不同开采高度；通过控制填充件的拉动位移能够模拟不同开采宽度；通过试验箱角度调节机构调整试验箱的角度能够模拟不同的煤层倾角；因此，本发明能够模拟多种不同开采条件及开采方案工况，可以用于对复杂地质环境的开采进行试验研究，从而探究煤层开采对地面沉降的作用机理及应对方案，消除安全隐患。