本发明公开了一种海洋大气区环境钢结构阴极保护装置及方法，该装置包括外壳、螺栓底座、接触头机构、控制系统、参比电极、牺牲阳极阴极保护模块和外加电流阴极保护模块；牺牲阳极阴极保护模块包括牺牲阳极、电解液层和电解液槽，接触头机构的下端固定设置在牺牲阳极的上端，接触头机构的上端与钢结构连接，牺牲阳极与待保护的钢结构之间设有电解液层，牺牲阳极通过电解液层与钢结构连接；外加电流阴极保护模块包括阳极铂片、锂电池和太阳能板；控制系统根据锂电池电量以及钢结构与参比电极的电位差选择牺牲阳极或锂电池对待保护的钢结构进行通电以实施阴极保护。本发明能有效的对海洋大气区环境的钢结构进行防护，提升钢结构的使用年限。