本发明公开了一种碳酸盐全氧同位素测定系统及其测定方法，该碳酸盐全氧同位素测定系统包括：五氟化溴试剂管，用于容纳五氟化溴，其通过第一阀门连接在第一管路上；镍反应炉，用于容纳碳酸盐样品，其通过第三阀门连接在第一管路上；镍反应炉与第三阀门之间设置有三通阀，三通阀上还连接有不锈钢支管；第一阀门和第三阀门之间还设置有第二阀门；第一冷阱，其连接在第一管路上；热阱，其连接在第一管路上；第二冷阱，其连接在第一管路上；以及样品管，其连接在第一管路上；样品管与第二冷阱之间设置有第六阀门。