本发明公开了一种联合CO2气体埋存的天然气水合物开采系统，包括钻采平台、生产井和CO2气体注入井，生产井依次设置有竖直段、过渡段和水平段，顶端与钻采平台相连接，底端与天然气水合物储层相连通，生产井内设置有套管，套管套于内嵌CO2气体注入管的生产管外部，生产管底端位于天然气水合物储层内，形成天然气运移通道；生产井的过渡段设置有钻孔，CO2气体注入管经钻孔处伸出，沿CO2气体注入井伸入上覆地层中，形成CO2气体注入通道。本发明还公开了一种合CO2气体埋存的天然气水合物开采方法，将天然气水合物开采与CO2埋存相结合，有效提高了天然气水合物储层的地层强度，降低了天然气水合物的开采风险，为天然气水合物的商业化开采奠定了基础。