本发明提出可变多层采空区模拟装置、模拟方法及探测系统，涉及采空区模拟技术领域。包括第一控制系统和模型容器底座，所述模型容器底座自下而上可自由插接固定设定数量的模型空间层，每一所述模型空间层内均设置有填充区域，所述填充区域内设置有填充物，所述填充区域通过管道外接泵体；所述第一控制系统与泵体相连接，通过泵体控制填充区域的吸力大小。本发明可以动态的改变采空区的结构、形状和材质，模拟不同类型的采空区，适应不同地下环境和应用场景，具有多层可变性，可全面准确的模拟地下结构。