本发明公开了一种高地温隧道原位发电系统及其施工方法，包括用于产生电能的气液两相对流发电结构，所述气液两相对流发电结构包括绝热管道、热能转换装置、导热管以及低沸点工质；所述绝热管道设置于拱部初期支护和拱部二次衬砌之间，所述热能转换装置设置于所述绝热管道的内部，且所述热能转换装置与用电设备连接；所述导热管设置于仰拱初期支护和仰拱二次彻砌之间，且所述导热管与所述绝热管连通设置，所述低沸点工质设置于所述导热管内。本发明的目的在于提供一种高地温隧道原位发电系统及其施工方法，解决现有高地温隧道多采用隔热降温对高地温进行处理，无法有效利用高地温能源等问题。