本发明公开了一种混合加载反力装置、实时混合试验系统及其试验方法，混合加载反力装置应用于实时混合试验系统中，系统包括传感器、数据采集模块、作动器驱动模块、数据通信模块、下位机和上位机，其中，上位机计算数值子结构试件动力响应，并传输到下位机，下位机控制作动器带动试验子结构试件工作；数据采集模块利用传感器实时采集试验子结构试件运行过程中产生的信号，并反馈给下位机；下位机将反映试验子结构试件工作的信号传输到上位机；上位机根据接收到的试验子结构试件工作响应信号和程序施加的激励信号计算下一时刻对试验子结构的控制信号。该实时混合试验系统具有试验占地较小、试验精度高、易于控制的特点。