本发明提供一种生物质催化热解耦合在线提质制取液体燃料的方法及系统，能够由生物质制备出更高品质的液体燃料。本发明一方面提供了一种生物质催化热解耦合在线提质制取液体燃料的方法，包括如下步骤：催化热解步骤，将生物质与黏土类催化剂的混合原料进行催化热解，得到生物质热解气；在线提质步骤，将改性固体酸催化剂与生物质热解气混合反应，反应后得到烃类液体燃料；本发明另一方面还提供了一种生物质催化热解耦合在线提质制取液体燃料的系统，该系统包括：催化热解单元，用于将包含生物质与黏土类催化剂的混合进行催化热解；在线提质单元，与催化热解单元连接，用于对催化热解单元产生的生物质热解气进行在线提质。