本发明提供一种用于多工位大型阴极转移设备的氮气保护系统及操作方法，包括钟罩、载物台、底板以及可旋转地设置在钟罩内的氮气屏蔽装置；钟罩顶部顶面的中心位置设置有第一电机，驱动氮气屏蔽装置转动；载物台设置有多个工位；氮气屏蔽装置包括上部分和下部分，均具有中空腔体，上部分被设置成与中心轴固定；上部分和/或下部分设置有排气孔，通过管路与钟罩上设置的充气孔连通；上部分和下部分所包围形成的中空腔体被设置成用以包裹住所述多个工位中的至少一个，并且使多个工位中的至少一个处于未被包围的位置。本发明可在不影响装卸管操作的同时，又可最大限度的对腔室及所安装的零部件进行充氮气保护。