一种超声微反应器内连续合成单硝基甲苯系统及方法，以纯的甲苯为原料，以发烟硝酸和浓硫酸的混合酸为硝化剂，通过连续输送设备使两者在微反应器内混合，同时施加特定频率和功率的超声。超声的空化作用在流体中引起剧烈的扰动，得以强化流体间的混合，提高单硝基甲苯的收率。反应混合物温度控制为0‑60℃，反应停留时间为2～30s。本发明缩短了单硝基甲苯的合成反应时间(现有技术为10‑40min)，实现了连续化生产，且易于集成与并行放大。