本发明属于环境保护技术领域，涉及一种热碱联合预处理提高剩余污泥产甲烷的方法。本发明把剩余污泥经过热预处理后可以显著提高污泥中的蛋白质、多糖等有机物溶解于水中，从而为污泥发酵产酸提供丰富的可溶于水的有机基质。同时，剩余污泥经过初始碱性pH条件预处理后，可以进一步促进污泥溶解、水解并持续产生短链脂肪酸。因此，可以利用热预处理和初始碱性pH值条件联合作用较多地提高剩余污泥水解、产酸效率以及获得甲烷产量的最大化。