本发明属于电力电缆绝缘老化监测技术领域，公开了一种电缆绝缘电树老化实验装置及方法，该实验装置包括：实验腔及安装于实验腔内的样本支撑架、电树引发机构、气体采集机构和电树生长观测机构；电树引发机构包括高压电源、与高压电源连接的针电极和地电极；针电极与地电极位于电缆绝缘样本两侧；气体采集机构包括进气管路和出气管路；电树生长观测机构包括相机和光源；相机和光源分别位于电缆绝缘样本的两侧。本发明将电树引发机构、气体采集机构和电树生长观测机构集成于实验腔内，能够通过实现电树过程中特征气体的提取与电树生长形貌的观察；通过对提取的特征气体进行气相色谱分析获得电树老化的表征量，且具有高度灵敏性。