本发明公开了一种微观可视化多层自支撑固相弹塑性测试装置及方法，属于石油开采领域。装置包括：测试主架、动力单元、动力传递单元与测量单元；动力单元与测试主架的一端连接；动力传递单元包括：相对设置的第一活塞与第二活塞；第一活塞、第二活塞与测试主架滑动连接；第一活塞与动力单元相连；第一活塞、第二活塞与测试主架之间形成容纳空间，容纳空间用于放置待测试固相；测量单元与第一活塞或第二活塞相连，测量单元用于获取待测试固相的多项性能参数。通过研究多项性能参数与固相压缩时的实时图像可以准确判断自支撑固相的弹塑性，进而对自支撑压裂液配方和自支撑压裂技术参数进行优化设计，可提高作业的成功率与增产效果。