本发明提供了一种基于CO在线监测的锅炉燃烧优化系统，包括在线测量装置(100)、计算装置(300)以及锅炉运行调节装置(400)，所述在线测量装置(100)设于锅炉尾部烟道中，所述计算装置(300)分别与所述在线测量装置(100)及锅炉运行调节装置(400)通信连接，所述锅炉运行调节装置(400)与锅炉燃烧系统连接，通过该系统将锅炉经济性进行量化，同时通过该系统提供了三种优化方法，即优化锅炉效率、优化NOx浓度以及优化运行成本，用户针对不同的目的可自由选择优化方式。