一种基于烧结机的球团焙烧系统，该系统包括：烧结机、环冷机、循环风流单元以及烟气处理单元。烧结机的出料口与环冷机的进料口相连接。所述循环风流单元设置在烧结机、环冷机、烟气处理单元三者之间。所述烧结机的上方设置有烟罩，其下方设置有风箱。根据物料的走向，位于烧结机上方的烟罩被依次分为预热段、燃烧段及焙烧段。本实用新型采用烧结机进行球团焙烧，同时改进了风流系统，使得烟气循环热利用率提高，降低了能耗，同时在提高焙烧效果的同时，也能实现好的冷却效果，再通过梯级补热，降低了氮氧化物的产生，降低了脱硫脱硝成本，保护了环境。