本发明公开了一种天然气氧化偶联制烯烃的方法。本发明主要包括如下步骤：通过两级氧化偶联反应将甲烷转化为乙烯含量25％以上的产品气，然后通过将产物急冷分离，将甲烷和CO、CO2、H2等进行分离进入循环及甲烷化单元，剩余部分经产品分离单元进行产品精制脱除。本发明方法耦合了氧化偶联过程、甲烷化和产品分离过程，充分利用反应热副产高温蒸汽，同时将过度反应的碳资源进行甲烷化回收利用，产品分离单元充分对产品气进行分离精制。本发明能提高系统碳利用效率，降低了二氧化碳排放，综合效益高。