本发明公开了一种海面环境模拟舱,包括舱体、空气温控系统、气流控制系统和海水温控系统。其中,舱体的下部和上部分别用于容纳海水和空气。空气温控系统用于控制空气的温度,包括夹层、第一介质阀门和第二介质阀门。夹层设置于舱体的侧壁内且位于海水上方,第一介质阀门和第二介质阀门均与夹层连通。气流控制系统用于控制空气的流动,气流控制系统包括位于海水上方的多组阀门,多组阀门高度不同且穿过舱体的侧壁。每组阀门均包括第一气体阀门和第二气体阀门,第一气体阀门与第二气体阀门高度相同。海水温控系统用于控制海水的温度,海水温控系统与海水接触。相比于现有技术,本发明通过对气流、气温和水温进行控制,实现海面环境模拟。