本发明提供了一种确定锅炉运行氧量的方法、装置及自动控制系统，属于锅炉运行氧量控制技术领域。所述方法包括：获得预定工况点的脱硝入口烟气中的CO浓度以及NOx浓度；确定当所述脱硝入口烟气中的CO浓度小于预定值时的NOx浓度的曲线斜率；根据所述曲线斜率达到最小值时对应的运行氧量值确定所述锅炉运行氧量。本发明通过脱硝入口烟气中的CO浓度小于预定值时的NOx浓度的曲线斜率能够快速确定低NOx燃烧锅炉的最佳运行氧量，实现了自动控制锅炉的运行氧量，在保证高效燃烧的同时又能维持低水平的炉膛出口NOx浓度。