本发明公开了一种多孔沥青混合料表面凝霜深度与变形不均匀性测试装置及方法，测试装置包括有机玻璃制成的圆筒容器、雾化器、温湿度控制器、应变测试仪和CT扫描仪。首先采用CT扫描仪扫描多孔沥青混合料马歇尔试件，重构获得试件三维模型，然后在试件侧面沿周向粘贴多张电阻应变片，将试件放入圆筒容器中并将圆筒容器放入冰箱中，然后将雾化器雾化的水气导入圆筒容器内，利用温湿度控制器使圆筒容器内湿度稳定在96%~98%之间，利用应变测试仪采集电阻应变片读数，计算不均匀系数评价多孔沥青混合料变形不均匀性，最后再次扫描试件并重构模型，利用布尔运算测得凝霜深度。本发明能够定量评价多孔沥青混合料表面凝霜深度与变形不均匀性。