本发明提供了一种高浓度甲烷背景中的微量乙烯气体测量系统及方法，属于气体检测、吸收光谱和光纤传感技术领域。采用红外宽谱光源激发乙烯产生光声信号，并采用近红外可调谐激光光源测量高浓度甲烷的浓度值，利用测量的甲烷浓度对乙烯吸收产生的光声信号进行修正，从而实现对高浓度甲烷背景中的微量乙烯气体的高精度测量。采用的两种光声激发光源都具有低成本和小体积的优势，此外，系统采用光纤传声器和高速光谱解调法，可对光源产生的基频和二次谐波光声信号进行超高灵敏度测量，对乙烯测量检测极限达到0.1ppm量级。本发明为煤层自然发火的预警提供了一种极具竞争力的技术方案。