本申请提出一种重力压缩空气储能装置及运行方法，其中储能装置包括竖井，所述竖井中活动插接有重力柱塞，所述重力柱塞包括多层依次叠加的重力柱，最底层的一个所述重力柱的外壁与所述竖井内壁之间通过密封膜密封连接，以使最底层的所述重力柱、所述密封膜和所述竖井位于所述密封膜下方的空间之间围成储气腔；所述竖井侧壁在竖直方向上设置有多个限位机构，多个所述限位机构与多个所述重力柱一一对应。通过将重力柱塞分成多个层层设置的重力柱，通过限位机构实现对重力柱的限位，改变作用于储气腔的重力实现压力的调节，无需通过调节空气膨胀机组的调节阀调节进入的气体流量和压力，实现节能的效果。