本发明涉及园林绿化设施技术领域，具体涉及一种基于生物质利用的屋顶绿化栽培系统及其制备方法。本发明提供的一种基于生物质利用的屋顶绿化栽培系统，包括防护外壳、育苗层、种植层，育苗层为第一生物原料通过发酵得到的产物，种植层为第二生物原料、畜禽粪便和木醋液混合发酵得到的产物；防护外壳由经过木醋液浸提后的的生物质灰、水泥和第三生物原料组成；第一生物原料、生物质灰均经过木醋液进行预处理。本发明将传统复杂的屋顶绿化栽培系统压缩整合为三层多功能复合体系，结合生物质热解废弃物处理农业废弃物以调控其综合性能，使其稳定性更好，功能更完善，适合于机械化移栽操作，可较高程度降低屋顶绿化栽培系统的原料、维护和施工成本。