本发明提供了一种非饱和土壤渗透系数测定的实验装置，至少包括底座、土柱系统、补排系统以及测量系统，土柱系统至少包括柱状直管、连接管以及透水石，柱状直管内部盛放有土样，柱状直管的侧壁上均匀分布有通孔，连接管设有两个且分别固定于柱状直管的两端，透水石位于两连接管内；补排系统包括进水部件和溢水部件，其中进水部件包括升降架以及安装在升降架上的进水箱，溢水部件包括升降架以及安装在升降架上的溢水箱；测量系统包括土壤水势测量仪以及渗透流量测量仪，其中土壤水势测量仪为张力计，渗透流量测量仪包括量筒以及连接于量筒和溢水箱之间的溢水管。本发明提供的实验装置解决了现有技术中的不足，其测定方便，费用低，误差小。