本发明涉及路基沉降观测技术领域，具体地说，涉及高填方路基沉降观测装置及观测方法。所述观测装置由两个发射系和一个反射系组成，两个所述发射系分别安装在地基上路基的两侧，并发出红外射线；所述反射系设置在路面上，所述反射系至少包括两个固定反射载体、一个横架以及一个活动反射载体。本发明观测的整个过程是在高填方路基外围进行，无需对路面以及路基进行破土，从而避免对路面以及路基造成破坏，而且通过顶层反射板配合底层反射板使红外射线能够垂直的射向路面上，同时利用顶层反射板的横移使红外射线灵活的改变观测位置。