本发明属于丙烯制取技术领域，并公开了一种基于太阳能光催化耦合热裂解制取丙烯的方法及系统。该方法包括S1将丙酮气体与正丁烷气体混合，形成混合气体I；S2对混合气体I进行光照，以得到含有甲基自由基的混合气体Ⅱ；S3加热混合气体Ⅱ，得到混合气体Ⅲ；S4对混合气体Ⅲ进行梯度降温，以获取液态丙烯以及其他混合气体；S5将获取液态丙酮和液态正丁烷用于下一循环反应。本发明还公开了采用上述方法进行制取丙烯的系统。本发明通过将气化的丙酮光解产生甲基自由基作为催化剂的机理与正丁烷热解反应的机理结合起来，使得正丁烷热解反应需能更低，最终获取的丙烯产物量高。