本发明公开了一种基于减排控制的油气回收处理系统及方法，由油罐油气控制系统、装卸油气收集系统和油气处理系统构成。油气处理系统采用压缩+冷凝+膜分离方法组合，得到带压的富集油气和低于爆炸极限下限浓度的废气，废气直接进燃烧室焚烧达标排放，富集油气存储用于油气减排控制。油罐油气控制系统采用自适应控制方法，利用富集油气调节油罐气相压力，在调节过程中,油罐油气单相循环持续提升油罐内油气浓度。装卸油气收集系统是利用富集油气吹扫置换油罐车内气体及稳定装卸时的油气压力，具备清空油罐车内油气的功能，油罐车排放气直接进油气处理系统。本发明减少了油罐“大呼吸”、“小呼吸”造成的油气蒸发损耗，降低了油气处理系统的能耗。