本发明涉及一种二氧化碳脉冲驱替置换甲烷的实验系统及实验评价方法。实验系统包括依次相连的气体供应系统、脉冲控制系统、储层环境模拟系统、数据采集处理系统和尾气回收系统；气体供应系统输出的二氧化碳通过脉冲控制系统转换成脉冲气体，脉冲气体进入储层环境模拟系统缩短二氧化碳驱替置换甲烷的时间，通过数据采集处理系统实时记录和分析处理储层环境模拟系统的实验数据，实时反映动态驱替过程，明确驱替评价指标与驱替时间的关系。本发明还提供了一种实验评价方法，包括所述的实验系统。本发明解决了现有二氧化碳驱替置换甲烷的装置存在驱替置换时间长，以及无法实时反映动态驱替过程，导致无法明确驱替评价指标与驱替时间的关系的问题。