本发明提供一种偏置式太阳能定向线聚光沙漠表面硬化系统和硬化方法，包括：聚光器、水平经向反射镜、水平纬向反射镜、抛物柱面反射镜、遮光反射镜、计算机、太阳位置传感器、太阳辐射强度传感器、水平沙面等。聚光器为平行光聚光器，对太阳进行精确的方位角和高度角跟踪，输出的平行聚光光线通过水平经向反射镜、水平纬向反射镜和抛物柱面反射镜形成位于水平沙面表面且各点辐射强度相同的聚光光线。该系统在对沙漠表面进行熔化硬化时，运动能量和对沙面熔化的能量均来自于太阳能，不消耗化石能源；能够对太阳能的利用时间更长，聚光位置相对固定；采用线聚焦且利用计算机控制下进行熔化硬化的效率高，质量好；能实现无人自动运行，降低固沙成本。