一種用于納米材料原位含水層注入的實驗系統(tǒng)及方法，實驗系統(tǒng)包括納米材料配制裝置、注入裝置、運移模擬裝置和監(jiān)測裝置；該納米材料配制裝置包括材料配制箱；該注入裝置包括氣動隔膜泵、空壓機及注入井；該運移模擬裝置包括供水機構、運移模擬機構和廢液回收箱；該監(jiān)測裝置包括監(jiān)測井、水質監(jiān)測探頭及監(jiān)測儀。通過所述納米材料配制裝置制得所需種類及濃度的納米材料懸浮液，在運移模擬裝置中裝填含水層介質，埋入注入井及監(jiān)測井，利用氣動隔膜泵作為輸送機械，將該納米材料懸浮液通過注入井輸送至該長方體箱內模擬的含水層介質中；通過對埋入的監(jiān)測井取樣，并通過監(jiān)測井中的探頭對水質進行在線監(jiān)測，實現(xiàn)對納米材料運移及水化學組分變化的監(jiān)測。