本实用新型公开了一种用于油田VOCs治理的臭氧催化氧化系统，包括臭氧催化氧化罐、臭氧发生器和气体混合器，所述气体混合器上还设置有供有机废气输入的第一进气口以及与所述臭氧发生器相连的第二进气口，所述气体混合器上设置有与所述臭氧催化氧化罐对接的第一出气口；所述臭氧催化氧化罐内由下而上依次固定设置有立管集水器、填料床、立式布水器、喷淋器以及消泡器，所述填料床内填充有碳铁材料。设置的臭氧发生器能够产生臭氧并与待处理的有机气体在气体混合器中充分混合，使得有机气体能够与臭氧充分反应而被氧化，进一步通过碳铁材料进行催化并通过喷淋器进行洗涤，使得氧化的中间产物被去除，进而完成对气体的初步净化。