本发明公开了一种农村地区综合能源互补利用系统及工作方法，该系统包括生物质机组部分、地热能利用部分和沼气利用部分，通过能量梯级利用实现生物质、地热与沼气的热电联产互补集成。有机生物质在生物质直燃锅炉中燃烧或在厌氧反应罐中发酵。从中浅层土壤中吸热升温的地热循环水分为两路，一路用来加热有机朗肯循环工质后用作内燃机的缸套冷却水；另一路用来加热生物质机组低压给水后用作厌氧反应罐的保温水。热网循环水在热网加热器中利用内燃机尾气升温后供给热用户。本发明通过将生物质、地热与沼气进行合理耦合，实现能量梯级利用和余热合理回收，促进农村地区可再生能源的就地取材与高效消纳，因地制宜满足居民的热电需求。