本实用新型涉及一种分层式生物除臭系统，包括通过输送管道连通的加湿处理室、生物滤床室；加湿处理室内通过横置隔板分隔为加湿预处理空间、臭气储存空间，加湿预处理空间内从上至下依次设有加湿喷淋部件、至少两层加湿填料层，横置隔板的上端等间距形成有多根竖直设置的输气管道，所述输气管道的上端设有水气分离头；生物滤床室内通过竖置隔板分隔为通气通道、生物滤料空间，生物滤料空间内从上至下依次设有滤床灌溉部件、至少三层生物滤料层。通过生物降解作用，对臭气中的硫化氢、挥发性有机物和其他有害气体的净化效果明显，不产生二次污染。