本发明公开了一种高温气冷堆发电、储能与制氢耦合运行系统及方法，所述系统包括反应堆、蒸汽发生器、主氦风机、第二换热器、汽轮机高中压缸、汽轮机低压缸、凝汽器、凝结水泵、除氧器、低温熔盐储罐、第一换热器、中温熔盐储罐、高温熔盐储罐、热解制氢装置、第一抽汽调节阀、第二抽汽调节阀、第一给水调节阀、第二给水调节阀和第三给水调节阀。本发明公开的系统包括高温气冷堆一回路反应堆回路、二回路给水循环回路、发电回路、储能系统回路以及制氢系统回路，能够实现高温气冷堆制氢和发电的耦合运行，实现能量的梯度综合利用，可提高高温气冷堆运行经济性；通过储能系统能够保证高温气冷堆运行的稳定性。