本发明提供一种膜电解促进低浓度CO2电化学捕集的方法，属于电化学捕集CO2技术领域。所述方法为将阳离子交换膜置于电解槽中将其分为阳极区及阴极区，阳极区加入NH4HCO3溶液，阴极区通入低浓度CO2，并在阳极电极和阴极电极之间施加直流电源：在电流的作用下，水电离产生的H+与阳极液中的NH4HCO3反应释放出高纯度的CO2，同时生成NH4+；NH4+透过阳离子交换膜到达阴极区与水电离产生的OH?结合生成NH3·H2O，用于捕捉吸收低浓度CO2，并将生成的NH4HCO3循环回阳极区。当维持电流密度为40mA/cm2时，本发明方法的起始电压仅为0.61V，捕集一吨CO2的实际能耗为1.575GJ，仅相当于传统MEA化学吸收法能耗的45％。