本发明提供了一种火箭发射系统的液体甲烷加注系统，包括通过管路连接的液体甲烷储存系统、液路加注系统和液体甲烷排放处理系统，所述液体甲烷储存系统具有自增压结构，并通过管路连接液路加注系统，所述液路加注系统包括两个互为冗余的加注管路，所述加注管路包括通过管路连接的过冷控制单元和加注流量控制单元；两个所述加注流量控制单元的管路之间设有互备阀；所述液体甲烷排放处理系统通过管路连接加注流量控制单元。本发明所述的加注系统设置冗余设置，两路加注管路、互备阀、出料阀组、热甲烷排放四阀组、热甲烷排放三阀组及加注进料三通阀组等冗余结构。且可以实现加注过程无人值守，保障发射过程现场安全性。