本申请提出一种光热耦合热化学制氢系统及方法，包括光热系统、储热系统、热力供应系统和热化学反应系统，所述光热系统聚光太阳能直接照射到储热系统中的储热介质上，所述储热介质直接吸收太阳辐射能，所述热力供应系统套设于所述热化学反应系统外侧，所述热力供应系统用于向所述热化学反应系统供热，通过光热系统和储热系统将太阳辐射能转化为热能，然后通过热力供应系统将热能供应到热化学反应系统进行热化学制氢，采用可再生能源发热与生物质热化学制氢相结合，在实现可再生能源利用的同时，也为生物质废物的资源化提供了方法。相比于光电制氢的方式，该方法为生物质废物产量大的地区提供了一种消纳生物质废物的资源化手段。