本申请提出一种垃圾焚烧发电耦合电解水制氢系统，包括垃圾焚烧发电机构和电解水制氢机构，所述垃圾焚烧发电机构用于向电解水制氢机构供电，所述电解水制氢机构通过第一管路和第二管路向所述垃圾焚烧发电机构分别供应氢气和氧气，还包括纯水制备机构，所述纯水制备机构通过第三管路和所述垃圾焚烧发电机构连接用以通入乏汽，所述纯水制备机构通过第四管路和所述电解水制氢机构连接用以供水，本申请采用垃圾焚烧发电系统耦合电解水制氢系统，将垃圾焚烧发电过程中产生的余热作为膜蒸馏过程的热量来源，制备电解水制氢所需的纯水，降低了纯水制备所需的能耗，提高了垃圾焚烧发电的能量转换效率。