本发明实施例公开了一种研究植物光合作用的实验装置和方法，该装置包括：植物种植装置、半导体光源、第一处理器、气体检测装置、温度传感器和视频采集模块。其中，植物种植装置包括多个生长室。且各个生长室内设有波长和光照强度可调的半导体光源，从而可以使各个生长室内的半导体光源，直接发出各个生长室内所需波长或光照强度的光线，提高了研究结果的准确性。而且，相邻生长室中间的通孔处设置有采集植物生长状态视频图像的视频采集模块，可以对各个生长室内的待研究植物进行360°实时监测，从而可以连续或实时获得待研究植物在不同光谱、光照强度下的生长状况，为分析待研究植物在不同光谱和光照强度下的生长状况，提供了可靠的数据。