本申请公开了一种液流电池荷电状态在线监测系统及方法，涉及电池保护技术领域，包括向正负极储液罐内发射具有预设频率的激光信号，采集出射的散射光信号，并分束得到第一光信号和第二光信号，对第一光信号滤波后得到不包含预设频率的第三光信号，由第三光信号和第二光信号光电转换得到第一电信号和第二电信号。由第一电信号处理得到温度修正系数，由第二电信号处理得到正负极单电池的荷电状态，并结合两者得到液流电池的荷电状态后在线输出。本申请直接针对反应物分析以确定荷电状态，并引入温度修正系数，提高监测精确度、监测效率和可持续性，通过在线输出实现荷电状态的在线监测。