本发明属于甲烷浓度监测技术领域，具体公开了一种甲烷浓度实时监测方法，包括获取多组取样热辐射图像以及所述热辐射图像对应的时刻，采集不同时刻对应的取样甲烷浓度；对热辐射图像进行灰度处理并计算平均灰度值，得到若干组测试数据集，每组测试数据集至少包括该时刻下的平均灰度值以及该时刻下的取样浓度；构建神经网络模型，并对神经网络模型进行训练，确定平均灰度值与甲烷浓度之间的函数关系，采用训练后的神经网络模型进行甲烷浓度的实时监测，并将监测结果显示在客户端。本发明通过将平均灰度值输入训练好的神经网络模型，输出甲烷的实时浓度并在客户端显示，可用于煤层气开采过程中甲烷浓度的实时监测。