本发明提供了一种液氧甲烷火箭加注系统中的甲烷全过冷加注系统，还提供了一种甲烷全过冷加注方法。在液氧甲烷火箭加注系统中，采用本发明提供的加注系统，通过回流降温的方式，能有效的实现甲烷大流量全过冷，而且通过回流降温的方式，能降低甲烷加注系统建设成本。本发明采用较小过冷器，通过小流量回流调温，再开始大流量加注，采用冷却量为1～2m3/min的过冷器，过冷后的甲烷通过增压泵加注到贮箱里，使得全过冷量可达到5～10m3/min，实现了甲烷大流量全过冷加注。