本发明属于温室气体减排及资源化利用技术领域，具体涉及一种利用二氧化碳和水合成甲醇的装置及方法。本发明提供的利用二氧化碳和水合成甲醇的装置，包括空气捕碳系统和甲醇合成系统；空气捕碳系统包括依次连接的空气压缩装置、二氧化碳吸收装置、二氧化碳再生装置、二氧化碳储存装置；甲醇合成系统包括依次连接的水储存装置、水加热装置、气体混合装置和甲醇合成装置，所述二氧化碳储存装置的出气口与气体混合装置的二氧化碳进气口连接；所述甲醇合成装置为介质阻挡放电反应器。本发明提供的利用二氧化碳和水合成甲醇的装置可实现甲醇合成过程中CO2的连续供应，节省了原料的运输成本，在降低碳减排的同时实现了CO2的资源化利用。