本发明属于环境保护领域，涉及人工湿地高效污水处理协同甲烷废气氧化的方法和系统。其中，系统选用氧环境较好的垂直流人工湿地，该系统包括布水基质层（5）和人工湿地曝气反应床（7），其中布水基质层（5）中设置布水器（4）与污水进水管（1）相连接，并种植湿地植物（3），人工湿地曝气反应床（7）底部设置带有均匀曝气头（14）的布气室（9）和人工湿地集水管（12），其中布气室（9）与低浓度甲烷进气管（2）相连，人工湿地集水管（12）出口设置带有水封装置（11）的人工湿地出水管（10）。本发明针对畜禽养殖场大量高浓度废水生态处理氧需求难以满足，以及含有低浓度甲烷废气随意排放造成温室效应的问题，将畜禽养殖场废水及废气的处理进行了高效的耦合，提供了一种高效低耗的人工湿地高效污水处理协同甲烷废气氧化的方法和系统。