本发明公开了一种连续测量变温度下非饱和膨胀土气相渗透系数的测量装置，所述装置主要由气体供应系统、温度控制系统和柔性壁渗透系统组成；所述气体供应系统包括高精度质量流量控制器，与渗透室和压力室连通；所述温度控制系统包括温度控制器、液体加热棒和液体热电偶，加热棒和热电偶置于压力室内的液体中；所述柔性壁渗透系统包括土样和橡皮膜，土样浸没在压力室的液体中，土样和液体之间以橡皮膜隔离；还公开了上述测量装置的测量方法。本发明测试过程简单快捷，成本低、操作简单且计算方便，能够获得包括膨胀土在内的非饱和土在不同温度下的气相渗透系数，应用前景广阔。