提供了一种开采海底天然气水合物的装置,它包括甲烷收集容器(3)、二氧化碳与甲烷分离器(4)、加压器(5)、加温器(6);二氧化碳与甲烷分离器(4)分别与甲烷收集容器(3)、加压器(5)、海底的抽采井(2)连接,用于经抽采井(2)将海底抽采出来的二氧化碳与甲烷混合物分离,将甲烷送往甲烷收集容器(3),将二氧化碳送往加压器(5)进行增压处理;加温器(6)连接加压器(5),以对经注入井(1)送往海底浅层水合物储层的介质进行增压、升温。还提供了开采海底天然气水合物的方法,利用加压器(5)和加温器(6)依次处理形成的超临界二氧化碳进行天然气水合物的置换开采,并可实现二氧化碳的循环利用。