本发明公开了一种模拟卫星对地观测教学装置及其工作方法。该教学装置包括框架、控制系统，以及安装在框架中的实体沙盘模型、卫星模拟模块、太阳光分光模拟模块和大气环境散射模拟模块。实体沙盘模型位于框架的底部。所述的太阳光模拟装置包括太阳光模拟器、分光棱镜、显示白板、第一图像传感器和第二图像传感器。太阳光模拟器安装在框架的顶部。卫星模拟装置包括卫星模型、运动滑轨和第三图像传感器。大气环境模拟装置包括水雾发生装置、烟雾发生装置、激光光源和多个散射观察图像传感器。本发明针对遥感教学中对地观测卫星的运行和地物光谱的数据的处理进行模拟，与遥感教学相结合，能够体现卫星运动、大气环境模拟、地物光谱数据处理的过程。