本发明提供的一种采用超临界CO2底循环的天然气燃料电池发电系统及方法，包括燃料重整器、燃料电池、阴极空气压缩机、阳极回热器、送入阴极回热器、空气透平、压缩机、余热锅炉、纯氧燃烧器、回热器、CO2冷却加压装置和汽轮机；该结构使得在燃料电池发电高效发电的基础上，进一步提高发电效率；同时，底循环采用超临界二氧化碳循环发电系统，使得系统简单、设备体积大幅减小；本系统同时兼顾了CO2捕集功能，可高效、低成本地实现煤电发电的CO2减排。