本发明涉及一种可控气氛的小型回流式风洞实验装置，包括风洞主体、配气系统和测控系统；风洞主体为“回”字形的循环通路，由稳定段、收缩段、试验段、第一扩散段、第一拐角、第二扩散段、第二拐角、过渡段、动力段、第三扩散段、第三拐角、第四扩散段和第四拐角首尾连接组成；试验段上设有风速、温度传感器；配气系统由上、下配气子系统组成，上、下配气子系统分别包括由气管连接的气瓶、减压阀、开关阀、气体质量流量控制器和二位三通阀，上、下配气子系统分别连接风洞主体；测控系统用于记录风速传感器和温度传感器获得的数据，还用于控制两个气体质量流量控制器的流量大小以及两个二位三通阀的开关。该装置有利于灵活调控风洞内气体气氛。