本申请公开了一种空氧混合装置及其控制方法，应用于体外膜肺氧合系统，该装置包括：气路模块和控制模块，该气路模块包括第一比例阀、第二比例阀和空氧混合器，由于第一比例阀和第二比例阀为可控开关，因此，可以通过控制模块接收目标控制指令，并根据目标控制指令控制第一比例阀的开度以及第二比例阀的开度，以使空氧混合器输出的混合气体的氧气浓度为目标氧气浓度、空氧混合器输出的混合气体的流量为目标流量，实现对混合气体的氧气浓度和流量精准控制，无需手动调节，降低调节时长。