本实用新型所述结构紧凑的氧原子油烟废气处理设备，其特点是：包括壳体、装置于壳体内的油脂分离过滤器、电控箱，该壳体的第一端部设有供油烟废气进入的进风口，第二端部设有出风口，且所述壳体上还设有臭氧净化装置，所述臭氧净化装置包括设置于出风口处的废气集中处理罩、设置于所述壳体内并位于油脂分离过滤器上方或侧面的臭氧产生装置，所述臭氧产生装置用于向所述废气集中处理罩内输送臭氧，所述废气集中处理罩上设有净化空气排放口。本实用新型由于将除味除油二合一设计在同一壳体上，在结构紧凑、节省空间的同时更是达到高效的除味除油的实用效果。