本发明属于水电解制氢技术领域，具体涉及一种光热海水淡化水电解制氢系统及制氢方法。本发明在海水淡化的基础上引入电解水蒸气制氢技术，质子交换膜电解池是水电解设备的一个装置，基于两种技术的优化设计与联用实现了光热海水淡化水电解制氢。本发明通过光热海水淡化单元蒸发海水生成淡水，为质子交换膜电解池提供淡水，再将淡水电解获得氢气。相比于其他海水淡化方法可以通过太阳能提供所需能量，以更低的成本生成淡水；蒸汽水质能够满足PEM电解池所需的离子浓度，有效提高水分解效率与电解池寿命，解决了质子交换膜电解池直接电解海水因质子交换膜毒化和催化剂活性和耐久性下降而导致寿命缩短的问题，能够进一步提高产氢效率、降低成本。