本发明揭示了一种基于生物滤池的海水养殖尾水处理系统，其包括厌氧生物滤池、好氧生物滤池以及反冲洗系统，厌氧生物滤池的第一生物滤料内以及好氧生物滤池的第二生物滤料内分别驯养有第一微生物群落以及第二微生物群落，反冲洗系统用于厌氧生物滤池以及好氧生物滤池的反冲洗；本发明还揭示了一种基于生物滤池的海水养殖尾水处理系统的应用方法。本申请能有效的截留海水养殖尾水中的悬浮物及污染物，去除海水养殖尾水中的有机物、氨氮、总氮以及总磷，实现海水养殖尾水的净化排放，保护海洋环境；而且，本系统还具有适应能力强，处理能力强，经济高效，效果稳定，节能省电，操作简易等优点，便于推广。