本发明提供一种太阳能热化学混合储能装置和方法，其装置包括装置本体、反应系统、蓄热系统和输入输出系统，在聚光太阳辐射下通过装置本体加热反应系统和蓄热系统，反应系统在催化剂作用下吸收太阳能进行化学储能，蓄热系统吸收太阳辐射进行显热或相变储热，蓄热系统可以维持化学反应的高效稳定进行并在无太阳辐射时继续热化学储能。其方法具体包括预热过程、催化剂预还原、太阳能供热反应储能、蓄热系统供热反应储能和系统停止。本发明能较好地满足规模化太阳能中高温热利用和节能减排的要求，储能密度高且时效长，储能过程高效稳定，同时具有较低的制造成本和维护成本。