本发明涉及一种高地温隧道围岩三维力学物理模型试验装置及方法。试验装置包括：物理模型试样、主应力作动器、真三轴试验装置底座、温度控制系统、光纤传感器、声发射监测系统和高速摄像组件；物理模型试样内部设置光纤传感器，用于监测物理模型试样的温度场和应变场；主应力作动器与真三轴试验装置底座形成加载腔，用于放置物理模型试样，主应力作动器对加载腔内的物理模型试样施加温度场和应力场。该物理模型试验装置实现了温度场和三维应力场在大尺寸物理模型中的施加，使得物理模型试样的试验条件更符合深埋高地温隧道的真实工程情况，同时实现了高速摄像和声发射系统对物理模型破坏过程的实时监测，提高了试验结果的准确性和真实性。