本发明公开一种测试装置及测试方法。该测试装置包括固定夹持模块、运动控制模块、测量模块、数据采集模块，其中，所述固定夹持模块用于固定零器件及夹持非织造布，运动控制模块用于控制非织造布的拉伸运动，测量模块用于测量非织造布在拉伸过程中的收缩量和拉力，数据采集模块用于拍摄非织造布的细观结构并采集测量模块所测得的数据。本发明还公开一种使用该测试装置对水刺非织造布同步进行宏观力学性能测定及细观结构观测的方法，可用于水刺非织造布生产工艺参数设定、产品质量控制和质量评定。