本发明公开了一种氢气发动机系统及氢气发动机加热控制方法。该系统包括：高压储氢容器、第一三通阀、空气存储装置、第二三通阀、氢气发动机本体、氢气燃烧室及第三三通阀；高压储氢容器，用于通过第一三通阀向氢气燃烧室及氢气发动机本体排出氢气；空气存储装置，用于通过第二三通阀向氢气燃烧室及氢气发动机本体排出空气；氢气发动机本体，用于在氢气及空气混合燃烧作用下做功，并通过第三三通阀排出尾气至外部催化器；氢气燃烧室，用于将氢气和空气发生燃烧，并通过第三三通阀排出废气以使废气加热尾气、并与尾气混合排出至外部催化器。本方案提高了进入外部催化器的尾气温度，从而使外部催化器快速起燃，大幅优化整机排放。