一种超临界水氧化反应装置，包括：外壳体，由耐压材料制成；内壳体，由耐热材料制成，被支撑在外壳体内，内壳体与外壳体之间具有间隔区，间隔区与腔室流体隔离；端盖，密封地安装在内壳体和外壳体的开口端；反应物喷嘴，安装在端盖上，用于向内壳体内喷射氧化剂和反应原料，使得氧化剂和反应原料在反应物喷嘴附近的发生氧化反应以形成反应区，并生成反应产物；以及产物出口，设置在内壳体上并延伸到外壳体之外，以向外排出反应产物。间隔区内具有冷却介质。本发明还提供一种超临界水氧化反应方法。通过将反应器壁承受的高温区和高压区利用内壳体和外壳体进行有效分离，降低了超临界水氧化反应装置的选材难度、制造难度，有效降低了成本。