本发明公开了一种CO2+O2地浸开采实验系统及应用方法。所述CO2+O2地浸开采实验系统及应用方法，包括气液混合机构、反应作用机构、信息监测及控制机构、回收测试机构，气液混合机构主要设置有液氧瓶、液二氧化碳瓶、气化箱Ⅰ、气化箱Ⅱ、恒压储存箱Ⅰ、恒压储存箱Ⅱ、液体储存箱Ⅰ、液体储存箱Ⅱ、气液多项混合箱，反应作用机构主要设置有水驱液压缸Ⅰ、水驱液压缸Ⅱ、液体注入箱、液体回收箱、铀矿试样夹持器，监测控制机构主要设置有液压泵Ⅰ、液压泵Ⅱ、液压泵Ⅲ、液压控制器、总控制器，回收测试机构主要设置有溶液收集器、烧杯、压力天平。本发明通过四大机构密切配合，进行CO2+O2原位地浸开采实验室模拟，实现浸出过程溶浸液运移的动态表征。