一种相变预裂组合掘进钻头及方法，包括钻头本体和二氧化碳致裂器，所述钻头本体为牙轮钻头，所述二氧化碳致裂器设置在钻头本体内，所述钻头本体在牙轮的掘进面上设置有二氧化碳致裂器的泄爆头。本发明通过利用二氧化碳液气相态变化，释放高压气体作用在岩体上，通过二氧化碳致裂器与旋转钻头轮换工作，二氧化碳致裂器可以预先破坏钻进岩面的应力，使得岩面产生裂缝，从而提高后续钻头旋转的掘进的效率，保护了钻头，有效提高了深部采矿中钻井效率，并降低了钻头的磨损，提高经济效益，能很好地适用于深部高应力岩体。