本发明涉及油气开发实验测量技术领域，更具体地，涉及一种在线核磁共振成像系统及方法，其中，在线核磁共振成像系统包括夹持单元、高温高压驱替单元、磁体单元、油气水三相计量单元、采集单元、控制单元、成像单元，夹持单元分别与高温高压驱替单元、油气水三相计量单元连通，采集单元分别与夹持单元、高温高压驱替单元、磁体单元、控制单元、成像单元通信连接，控制单元还分别与夹持单元、高温高压驱替单元、磁体单元、成像单元通信连接。本发明可实现地层条件下的高温高压岩心驱替核磁共振在线测量模式，获得高温高压储层岩心中的流体在驱替方向上的可视空间分布特征，进而模拟实际岩心孔隙中原油的动态渗流特征及饱和度分布特征。