本发明公开了一种冻土样品的制备和测量装置,其能够在室内制备均匀冻土样品，又能够在原位无干扰条件下测量冻土样品的热学、渗透参数，为冻土区水合物成藏评价与水合物开采方案制定提供科学依据和技术支持。该装置包括冻土样品制备单元、渗透参数测量单元、热学参数测量单元；冻土样品制备单元包括压力室、围压加载腔、橡皮筒、旋转台、控温室；渗透参数测量单元包括气体流量计、进气口、出气口、压力传感器；热学参数测量单元包括加热器、控温器、温度传感器、温压传感器。还提供了采用该装置的方法。