本发明提供一种原位修复污染土壤的系统及应用方法，原位修复污染土壤的系统包括冷冻机、注液泵、真空泵、汽水分离器、若干温度传感器和至少一个冻融淋洗单元，一个冻融淋洗单元的两个抽液排水板以冻结管为中心对称布设载冻结管外侧，两个注液排水板以冻结管为中心对称布设在抽液排水板外侧；本发明采用人工冻结和竖井淋洗相结合，原位修复粘质重金属污染土壤，无需挖掘污染土壤，原位修复，降低修复费用，解决了目前存在的原位竖井淋洗法，在低渗透性黏土中淋洗效率不高的问题，工艺简单，成本低，有利于推广应用。