本申请涉及一种基于深部煤层的合成天然气制造工艺和系统，该工艺依次包括煤气化段，气体净化段、CO2捕集段以及甲烷化段；所述煤气化段包括将纯氧和水的组合作为气化剂引入所述深部煤层的气化腔中进行气化反应生成粗合成气；气体净化段包括对所述粗合成气除尘和脱硫以得到净化的合成气；所述CO2捕集段包括通过捕集CO2以得到脱除CO2的合成气；所述甲烷化段包括对所述脱除CO2的合成气实施甲烷化工艺以得到合成天然气；所述CO2捕集段中捕集得到的CO2气体中的一部分循环回到所述煤气化段中与纯氧和水一起作为气化剂。本申请不仅能实现深部煤层的原位清洁高效利用，获取了高价值的合成天然气及电能，而且还能够降低CO2的排放，减少能源消耗。