本发明公开了一种海洋条件下不同加热面结构池式沸腾实验装置及方法，该装置包括海洋运动条件平台、水箱、高速摄像仪、实验段和角度调整机构；水箱固定在海洋运动条件平台上，其顶部安装有冷凝器，下部安装有辅助加热器。高速摄像仪安装在水箱侧面并与海洋运动条件平台固定。实验段与水箱连接，其内部紫铜块钻孔并安装有加热棒，紫铜块除底面外被保温棉包裹，保温棉外侧安装与紫铜块底面四周焊接的不锈钢罩，实验段底部安装可更换的铜片。实验装置能够进行单一或者复合的升潜、摇摆和振荡运动条件下，不同加热面倾斜角度下的池式沸腾实验并且能够测量临界热流密度。此外，该装置还可以通过更换加热面对不同微观结构表面的沸腾换热能力进行研究。