本发明公开了甲醇制烯烃甲烷尾气制取天然气和氢气的方法，包括如下步骤：a)将甲醇制烯烃甲烷尾气进行冷却；b)甲烷尾气送入一级气液分离器，产生包含C2及C2+的冷凝液体和轻组分的混合气体；c)混合气体送至二级换热器进行冷却，分别得到LNG及氮氢气；d)氮氢气送回换热器复温的送入提氢单元得到高纯氢气；e)将提氢尾气合成制取甲烷；f)脱除合成气中含有的水分；g)将合成气中的气体冷却后送入二级气液分离器进行气液分离，分别得到LNG和氢氮尾气。本发明实现甲烷尾气有效利用，减少了原料的消耗，降低了操作成本；经过该工艺回收了尾气中的有效成分，可实现尾气的全部回收，增加了装置收益，具有较好的经济效益。