本发明提供了一种模拟天然气水合物开采的实验方法及装置，所述方法包括：在一反应釜内生成下伏气的水合物，其中反应釜内设有含水多孔介质填充区，该步骤中是将实验气体从反应釜下部引入，使气体自下向上向多孔介质填充区扩散在多孔介质填充区内生成水合物；然后采用降压法、注热法和/或注化学剂法，使所生成的水合物分解，并将水合物分解后的气体排出反应釜，从而模拟水合物的开采过程。本发明还提供了实施所述方法而专门设计的装置。利用本发明的方法及装置，可以三维模拟海底沉积物中天然气水合物与下伏游离气共生的水合物生成环境，可进行单原理或多原理联合开采水合物模拟，真实模拟天然气体水合物藏的开采过程。