为探究尾砂粒级组成与充填料流变特性及强度之间的关系，采用全尾砂、旋流器分级溢流和底流尾砂经人工配制成5种尾砂充填料，开展了不同粒级组成尾砂充填料流变与强度试验。结果表明：随着尾砂中-38μm细粒级含量的增加，充填料浆屈服应力和塑性黏度增加，且-38μm细粒级含量越高充填料浆屈服应力和塑性黏度增加幅度越大；随着细粒级尾砂含量的增加，水化膜厚度呈先增加后降低的变化趋势；充填料浆初始屈服应力和塑性黏度受水化膜厚度和固体颗粒比表面积的双重影响；当细粒级尾砂含量超过44.37%时，水化膜厚度与充填料浆初始屈服应力和塑性黏度之间存在负指数关系。随着细粒级尾砂含量的增加，尾砂充填体强度先增加后减小，细粒级含量为44.37%时为尾砂最佳粒级组成，此时充填体中尾砂堆积所形成的骨架结构最密实，充填体总孔隙率、平均孔径和大于0.2μm有害孔占比最小。