本实用新型提供了一种有机废气深度净化并资源化利用系统，包括燃烧装置、生物反应器、风机、新风阀以及分离采收装置，有机废气从所述燃烧装置的进口进入，所述燃烧装置的出口与生物反应器下端进口通过管道相连，所述生物反应器的上端连接至风机，所述风机连接至烟囱，所述新风阀设置在所述燃烧装置与生物反应器相连的管道上，所述生物反应器的下端还与分离采收装置的进口相连，所述分离采收装置的出口通过培养液回管再连接至生物反应器，且所述分离采收装置的出口还连接至生物产品制取装置。本实用新型可进一步吸收和资源化利用尾气中的二氧化碳、小分子有机物和富余热量，确保排放至大气中的尾气洁净、常温，并有效降低系统运行成本。