本发明提供了一种原子磁强计线宽在线测控系统及方法，包括信号处理组件和测控组件，激励控制模块用于产生正弦电压激励信号，信号预处理模块用于对采集到的核磁共振电压信号进行预处理以获取共振信号的幅度和相位，指令解析模块用于对测控组件输出的指令进行解析；测控组件包括第二数据收发模块、数据处理及存储模块和控制模块，数据处理及存储模块用于根据第一数据收发模块发送的处理后的核磁共振信号幅度和当前激励信号频率计算获取原子磁强计线宽并进行存储，控制模块用于根据共振信号的幅度和相位实时调整控制激励信号的幅度和扫频范围。应用本发明的技术方案，以解决现有技术中线宽测试系统复杂、测试效率较低且测量精度低的技术问题。