本发明属于生物质发电技术领域，尤其涉及一种热电联产与电解水制氢耦合的沼气利用系统及配置方法。其中，该系统包括沼气发电系统、电解水制氢系统、烟气余热利用系统和缸套水余热利用系统；沼气发电系统包括厌氧发酵反应器、沼气处理模块和内燃发电机模块；沼气发电系统产生的电能传送至电解水制氢系统；烟气余热利用系统利用所述内燃发电机模块发电过程排出的高温烟气产生热水，为所述厌氧发酵反应器保温提供热量；缸套水余热利用系统利用所述内燃发电机模块发电过程产生的高温缸套水一部分产生冷水供给电解水制氢系统，另一产生热水为所述厌氧发酵反应器保温提供热量。