本发明公开了一种天然气水合物大尺度实验系统中物性表征装置及方法，所述装置包括反应釜、水平井管和竖直井管，所述反应釜包括上釜盖、下釜盖和釜体，上釜盖、下釜盖密封闭合在釜体的两端以形成密闭内腔，其特征在于，还包括旁侧竖直井集成和温压电阻集成，旁侧竖直井集成和温压电阻集成从上釜盖到下釜盖贯穿所述反应釜设置，所述方法使用如上任一所述的天然气水合物大尺度实验系统中物性表征装置，根据压力测管和温度测管和电阻率测柱的传感器的立体点阵数据，利用数据处理软件生成变化云图，实时观测反应釜内的温度场，压力场和电阻率场，进而模拟反应釜中的水合物分布场、压力场及温度场，本发明实时原位的表征水合物开采过程中的传热传质及水合物相变等过程。