本发明提出一种对呼吸产生的肿瘤运动进行在线补偿的方法及系统，该方法包括以下步骤：通过多个位置传感器获取肿瘤的实时运动信息，其中多个位置传感器被设置在肿瘤内部；根据实时运动信息将肿瘤的实时运动分解为基线漂移运动和呼吸起伏运动；分别对基线漂移运动和呼吸起伏运动进行预定时间后的位置预测，以得到基线预测数据和起伏预测数据；以及根据基线预测数据和起伏预测数据分别对基线漂移运动和呼吸起伏运动进行补偿。本发明的方法能够对呼吸产生的肿瘤运动进行实时在线补偿，进而实现精确、高效的放疗。