本发明属于流体地球化学观测技术领域，具体涉及用于地下流体溶解气的在线观测系统及方法。系统包括集气罩、气液分离管、气体处理装置、真空泵、集气袋、电磁阀组、单向阀、过滤器、气体传感器组和主控电路；过滤器、二通电磁阀、集气罩、气液分离管、气体处理装置、真空泵、集气袋、三通电磁阀和单向阀通过管路依次连接，构成气体清洗回路；集气罩、气液分离管、气体处理装置、真空泵、集气袋、三通电磁阀和气体传感器组通过管路依次连接，构成气体测量回路。本发明具有能够实现对地下流体多个信息的综合连续在线观测，且无需人工操作，提高观测的准确性、智能化和规范化，实现系统的远程监控及操作的特点。