本发明涉及燃气轮机烟气脱硝技术，具体为一种基于主燃区喷氨脱硝的燃气轮机系统及其脱硝方法。本发明系统包括燃烧室，连接在燃烧室上的氨气供给装置和压气机，以及连接在燃烧室出口的涡轮机和发电机；所述燃烧室的内部由前往后依次分为燃烧室头部、主燃区、补燃区和掺混区；所述燃烧室头部的入口处设置有燃烧器；所述燃烧器还连接设置有天然气管路；所述主燃区所在的燃烧室内壁上设置喷氨喷口；所述补燃区所在的燃烧室内壁上设置补燃风喷口；所述掺混区所在的燃烧室内壁上设置掺混孔；所述氨气供给装置的气体入口连接涡轮机的乏气出口，气体出口连接喷氨喷口；所述压气机的出口通过高温高压空气管路分别连接燃烧器、补燃风喷口和掺混孔。