本发明提供一种地层呼吸效应模拟装置及方法，该地层呼吸效应模拟装置包括：外筒体，其内放置有人工地层，人工地层具有人工井眼，人工地层的外壁包裹有气垫，气垫与外筒体之间形成有下部环空；内筒体，密封设置在人工地层的上方，内筒体与外筒体之间形成有上部环空，上部环空与下部环空相连通；内筒体中穿设有注液管，注液管能伸入人工井眼内；监测机构，具有液位监测器和压力传感器，压力传感器设置在内筒体的下端面并位于人工井眼内，液位监测器能监测下部环空中的流体介质的液位高度。本发明能进行地层呼吸效应的室内模拟，摸清不同地层条件在不同的作业工况下的地层呼吸效应特征，以为现场钻完井作业提供理论指导。