本发明提供了一种气压‑应变双元调控的压气储能气密性试验系统及方法，所述试验系统包括高压密封结构和行吊，所述高压密封结构的密封外壳与待试验衬砌混凝土层之间设有间隙，其顶盖上设有气压表、带阀门的进气口和出气口、带有流量计的导气管，导气管插入间隙内；将高压密封结构埋设在高强混凝土地基中，在高压密封结构顶部建设水池，朝向高压密封结构内增加压力，观察清水水池是否出现气泡及气流量计是否变化，以确认试验系统是否存在漏气；并在加压到指定压力后记录间隙的气流量，用于评价指定应变和气压条件下衬砌的气密性。本发明可以解决现有技术中试验装置不能准确地控制试验施加的应变量、模拟和理论分析不精确、预演试验耗费成本巨大的问题。