本发明提供了一种热裂解污泥制备裂解油和合成气的方法，其特征在于，包括如下步骤：（1）在干基有机质含量大于60%的脱水处理或风干后的污泥中均匀混入活性炭和热裂解催化剂；（2）将得到的混合物装载入微波加热装置中，在惰性气体氛围下，微波加热进行热裂解反应；（3）将热裂解反应产生的气体通入冷凝器，收集裂解油和水，同时收集非凝结气体作为合成气。本发明可以快速完成污泥的热裂解，与传统的热传导加热污泥热裂解相比，大大缩短了污泥热裂解时间，并节省了能量消耗；同时，可生成更多的裂解油和合成气，生成的污泥基活性炭可循环利用，几乎无废物和污染物排放。