本实用新型公开了一种水质总氮在线检测分析系统，包括水处理系统，在水处理系统内设置有沉淀池、平衡池、曝气室、膜分离处理室及清水室，沉淀池与平衡池互通，平衡池与曝气室互通，曝气室与膜分离处理室互通，膜分离处理室与清水室互通，在清水室内设置有总氮分析系统；总氮分析系统包括总氮分析采集器、采集系统、恒温反应器、冷却箱、流通池、光电转换器、背压管，总氮分析采集器分别与采集系统和恒温反应器相连接，恒温反应器连接冷却箱，冷却箱与流通池相连通，流通池通过背压管连接采集系统，光电转换器与流通池相配合；在污水处理线上设置能够实现在线分析总氮的总氮分析系统，从而能够及时的知晓经过污水处理后的水体内的总氮含量。