本发明公开了一种采用水交换增氧方式的水体养殖系统和养殖方法。本发明的水体养殖系统包括养殖池、容纳于养殖池中的养殖水体、以及向养殖水体中曝气增氧的装置，其中，养殖水体划分为水体上部、水体中部和水体下部，且养殖水体中含有能进行光合作用的藻类或水生菌类；本发明的水体养殖系统进一步包括有将水体上部高溶解氧量的水输送至水体下部的输送装置。采用本发明的水体养殖系统和养殖方法，可以尽可能地利用水体自身产生的溶解氧来氧化水体的氨氮、亚硝酸盐，提高了藻类光合作用产生溶解氧的利用率，也提高了水体中溶解氧，大大地降低了增氧成本。