本发明公开了基于非完全混相特征的注二氧化碳开发优化方法及系统，其中方法步骤包括：基于室内实验和油藏数值，构建三维油藏模型；三维油藏模型包括：流体模型和油藏模型；基于三维油藏模型，得到油藏注二氧化碳开发的非完全混相特征；基于非完全混相特征，完成注二氧化碳全生命周期优化开发。本发明改善了现有的注采优化方法没有考虑非完全混相驱替特征所导致的采收率评估、见气时间预测、油气运移规律上存在误差的问题，结合数学方法和数值模拟方法，基于低渗透油藏二氧化碳开发过程中的组分前缘、相前缘以及压力前缘规律等非完全混相特征，对油藏开发过程中的注入方式、井网井距以及水气交替制度进行全面优化。