提供了一种催化燃烧VOCs的处理系统，其特征在于，该处理系统包括：催化燃烧炉，内部分布有催化剂床层，催化剂是复合催化剂，包括以活性炭为主的载体和基体、负载有贵金属的催化燃烧活性成分和蓄热保温材料；引风机，设置有自控调节风阀，与催化剂床层温度联锁；液封罐；设置在催化燃烧炉入口处的有机物浓度检测装置；以及设置在催化燃烧炉下方的助燃气入口和高能点火装置。整个处理系统的设置有助于保证装置催化燃烧VOC过程的正常、平稳、安全的运行。