本发明涉及一种基于中深层地埋管换热器的砂箱实验系统及方法，该系统包括砂箱、恒温组件、换热组件、渗流组件与数据采集组件，砂箱主体由六个独立水箱围合而成，上部水箱作为独立部件，其余部分通过焊接形成整体，砂箱主体内部填充土壤材料，地埋管埋设在砂箱中央与土壤材料换热，地埋管进出水口分别与第三恒温槽连接，且地埋管入口和出口处均设置有第一温度传感器，水流量由第三恒温槽控制，通过测量入口和出口处温度差以及流量信息可测得地埋管在土壤材料中的换热情况，本发明设置换热组件、渗流组件，可分别模拟地温梯度、地下垂直、平行渗流多因素单独及耦合作用对地埋管换热器传热过程的影响，可以更加准确的反映真实传热过程。