本发明公开一种模拟连铸坯凝固组织的实验装置，包括结晶单元和温度监测单元，结晶单元能围成结晶腔体，结晶单元的水冷壁内设置冷却通道，冷却通道与冷却介质源相连通，通过控制冷却介质的温度以及通入流量，以模拟连铸生产中板坯的冷却强度，温度监测单元的测试元件能实时监测结晶腔体内冷却介质的温度，以精确还原连铸坯的凝固过程。本发明还公开一种模拟连铸坯凝固组织的实验方法，选取目标单元，设定冷却介质流量参数，以还原连铸坯表面冷却强度随时间的变化过程，并分析凝固过程的热流密度，凝固结束后得到模拟单元，分析模拟单元的凝固组织。本发明能精确模拟连铸过程中板坯表面热流密度的变化过程，为连铸坯凝固组织研究提供便利。