本申请提供一种液冷散热系统，包括腔体、散热流道和散热器。所述散热器用于对冷却液进行降温。所述腔体设置于所述散热器的一端，并用于收容热源。所述腔体内填充所述冷却液，所述散热流道连通所述腔体并收容于所述散热器内，所述腔体内吸收热量后的冷却液经过所述散热流道进入所述散热器冷却，再通过所述散热流道回流至所述腔体。上述液冷散热系统通过在散热器的一端设置收容热源的腔体，并在腔体内填充冷却液，再利用散热流道实现冷却液在腔体和散热器之间的循环，取消了传统的平板式热交换器和冷却塔的使用，使得液冷散热系统的结构紧凑，占用空间小，便于安装和维护。本申请还提供一种具有该液冷散热系统的伺服器系统。