本发明公开了一种用于试样冻融循环实验的监测系统及方法，通过增压装置能增加冻融实验箱内的气压，通过真空泵能降低冻融实验箱内的气压，两者结合能对冻融实验箱内的气压进行调节；温度及气压监测装置能对试样的温度变化进行监测，同时对箱体内的环境温度和环境气压进行监测；温度调节装置能对试样进行冻融循环提供升温和降温工作，并能设定循环次数，图像采集装置结合温度及气压监测装置能在试样进行冻融循环过程中分别获取试样温度全尺度变化情况和试样全场变形情况；因此本发明能模拟不同海拔的环境气压状态，然后在该环境下进行冻融循环实验过程中获得试样温度全尺度变化情况和试样的全场变形，为后续冻融循环的研究提供数据支撑。