本发明公开了一种可视化可控大气边界层烟云扩散模拟装置及方法，该装置包括制造风场的轴流风机，加速来自轴流风机气体的收缩段，观测烟云扩散的实验段，位于收缩段和实验段之间的大气边界层风场模拟段，位于实验段后的扩散段和出口段；大气边界层风场模拟段包括整流蜂网和湍流发生装置，实验段包括可升降平台、万向旋转接头、烟气喷嘴、冷却水管、风冷换热器、加热丝、直流电源、空气温度计和电控系统。本发明在对环境影响较小的前提下，可测得不同喷出高度和角度的气体射流在不同大气边界层风场和温度场中的扩散过程，为烟云扩散模型的建立创造了实验条件。