本发明公开了一种自动翻土施肥装置，包括行走小车、扬土装置和投料装置；扬土装置的扬土端位于行走小车的一端，扬土装置用于将土壤扬起至目标高度；投料装置包括料箱和投料部，料箱通过输送管道向投料部输送肥料，投料部位于行走小车上与扬土装置的同一端，且投料部位于扬土端在行走方向的上游侧；投料部自上而下向扬土端在目标高度的落土点倾斜设置，以使得经投料部的投料点投出的肥料向落土点的底部输送；扬土装置和投料装置按照设定频率间歇性执行动作，且扬土装置的落土动作延迟在投料装置的投料动作之后。本发明主要在于将肥料逐次在扬土动作后送入扬土的下方，然后随扬土一同落入土壤之中，从而保证肥料混入土壤深层。