本说明书公开了页岩孔隙内流体的相变模拟装置及系统，涉及石油与天然气流体相态实验技术领域，其中装置包括：壳体，壳体中设置有温控层；壳体上开设有第一开口；活塞，设置于第一开口处，与第一开口的形状相适配；分隔板，设置于壳体内部；分隔板的第一表面与壳体的内壁面包围形成第一腔体，第一腔体用于填充微纳米级多孔材料，以模拟页岩内的微纳米级孔隙对流体分子的流动影响；分隔板的第二表面与壳体的内壁面、活塞包围形成第二腔体，第二腔体用于模拟页岩中的裂缝体相空间；分隔板上设有连通第一腔体和第二腔体的孔缝。本方案可实现对基质限域空间和裂缝体相空间的同时模拟，能够较为真实地模拟页岩孔隙内流体的相变情况。