本发明公开了一种海水养殖尾水处理系统，包括固液分离装置、气浮除固装置、调节池、好氧池、兼氧池、厌氧池及膜处理池，所述固液分离装置下部设有尾水进口，固液分离装置上部设有滤水出口，固液分离装置底部设有排污口，所述气浮除固装置下部设有滤水进口，所述滤水进口与滤水出口通过管路相连，气浮除固装置中部设有出水口，所述出水口通过管路与调节池相连，所述调节池、好氧池、兼氧池、厌氧池及膜处理池之间通过管路相连。本发明依靠过滤、气浮、微生物净化等多种手段对尾水进行联合净化处理，设备简单，不易堵塞，运行稳定，能耗低，无需添加各种药剂，处理量大且处理成本低，为养殖尾水的高效处理及规模化应用开辟新的方向。