本发明提供了一种考虑多场耦合作用的垃圾填埋场封场覆盖层模型试验系统，包括：主体模型箱，所述主体模型箱内设置有活动钢板、活动支架、透水石板、通气孔及传感器预置孔；气热循环系统，所述气热循环系统用于控制气体循环强度及温度；活动式顶盖，所述活动式顶盖设有花洒，连通水箱提供化学溶液；模拟层，所述模拟层设置有生活垃圾和封顶覆盖系统；数据采集系统，所述数据采集系统由各传感器分别收集垃圾及封顶覆盖系统相关数据。本发明简单易行，充分模拟了热‑水‑力‑化‑气‑生多场耦合环境，帮助研究人员了解填埋过程中垃圾堆体中的渗透、力学和变形演变规律以及黏土类封顶覆盖系统的性能演化机理，有效促进工程处置方法及基础理论的发展。