本发明提供一种水稻冠层氮垂直分布特征模拟方法、系统及装置，方法包括如下步骤：获取所取水稻植株的观测数据；根据不同冠层叶片的叶片干重和不同冠层叶片的叶面积计算植株所有叶片的平均比叶重；根据单位面积种植水稻株数、取样株数和叶面积计算植株所有叶片的叶面积指数；根据植株所有叶片基于质量的平均氮含量和植株所有叶片的平均比叶重计算植株所有叶片基于面积的氮含量平均值；根据植株所有叶片的叶面积指数和植株所有叶片基于面积的氮含量平均值构建冠层垂直剖面叶片氮分布模型。本发明可以准确模拟KN在不同生育阶段、不同栽培条件及不同品种间的变化动态，进而更准确的模拟出水稻冠层氮垂直分布特征的动态变化。