本发明公开了一种基于核电厂海水高温的海水淡化系统及方法，包括核电厂冷水组件、热泵机组和海水淡化组件，所述核电厂冷水组件与热泵机组的蒸发端进行耦合，所述海水淡化组件与热泵机组的冷凝端进行耦合，海水经过热泵机组的蒸发端进行降温后，为核电厂冷水提供冷量；循环水经过热泵机组的冷凝器加热后，进入闪蒸罐，一部分汽化为蒸汽进入低温多效蒸馏组件，为低温多效蒸馏组件提供蒸汽，一部分冷凝为液态水；本发明将热泵技术、闪蒸技术与低温多效蒸馏技术耦合，热泵为核电机组厂用水系统降温的同时，可以产出高温水，高温水通过闪蒸后，形成约70℃低温蒸汽，耦合低温多效蒸馏海水淡化技术，可以实现海水淡化。