本发明公开了一种水气分离装置及燃料电池系统，其属于燃料电池技术领域，水气分离装置包括分离器及管路组件，分离器上设有混合流体入口、气体出口、液体出口及排气口，混合流体入口位于分离器的侧壁，气体出口位于分离器的顶端，液体出口位于分离器的底部，排气口位于分离器的顶端，分离器的侧壁还设有第一集流道，第一集流道沿分离器的长度方向延伸；管路组件包括连通的第一管路和第二管路，第二管路与第一管路呈夹角设置，且第二管路连通于混合流体入口；第一集流道位于混合流体入口的下游，且与混合流体入口紧邻设置。本发明提供的水气分离装置及燃料电池系统能够占据较小的空间，便于使用在空间要求高的设备中，且能够减小混合流体的压降。