本发明公开了一种含油污泥生物堆修复装置和方法及应用。装置包括主体结构、补料系统、通风系统和传感控制系统；其中，所述主体结构用于盛放含油污泥生物堆和微生物；所述补料系统用于给主体结构内补充营养元素和/或水分；所述通风系统用于给主体结构内补充含氧气体和泄放压力；所述传感控制系统用于实时监测和控制补料系统及通风系统。采用该装置进行含油污泥生物堆修复，能够克服传统生物堆过程控制粗放的弊端，满足工程及实验的需求，完善实验流程，使得石油降解过程中对于氧浓度、营养液浓度等实施监测，具有高效过程控制的特点。