本发明涉及一种煤矿巷道表面位移在线监测系统及监测方法，属于煤矿巷道安全监测方法技术领域，解决现有巷道表面位移监测方法测量误差大、无法巷道整体测量及数据分析不准确的问题。本发明提供的煤矿巷道表面位移在线监测系统包括控制单元、处理单元和分析单元；控制单元包括行走机构、转动机构、激光测距仪、数据存储器、控制芯片和数据传导线；行走结构用于移动激光测距仪，转动机构用于控制激光测距仪沿煤矿巷道断截面进行360°旋转；激光测距仪用于采集巷道表面变形数据；处理单元用于处理监测数据；分析单元用于分析各个测点数据。本发明能够实时连续监测并记录巷道表面位移数据，实现对不规则巷道围岩表面非均匀变形的实时监测。