本发明涉及一种垃圾富氧焚烧系统，包括炉膛、烟道、一次风机、二次风机和制氧机，所述炉膛的底端设有排渣口和一次风室，所述炉膛具有进料口和排烟口，所述进料口位于所述一次风室的上方，所述炉膛设有二次风进口，所述二次风进口位于所述进料口的上方；所述烟道与所述排烟口连通；所述一次风机的出口连通所述一次风室，所述一次风机的进口与所述烟道连通；所述二次风机的出口与所述二次风进口连通；所述制氧机的出口与所述一次风机和所述二次风机中每一者的进口连通。本发明的垃圾富氧焚烧系统能够使垃圾燃烧充分，无需混烧煤，节约了成本，降低了CO、NOx、SO2与二噁英等污染物生成率，实现了燃烧过程中污染物排放的减量化。