本发明公开了一种冷凝油气回收系统及除霜方法，所述冷凝油气回收系统包括油气进口、油气出口、控制装置、第一油气处理机构和第二油气处理机构，所述油气进口通过第一开关部分别与第一油气处理机构的输入端以及第二油气处理机构的输入端连接；所述第一油气处理机构的输出端通过第二开关部分别与第二油气处理机构的输入端以及油气出口连接；所述第二油气处理机构的输出端通过第三开关部分别与第一油气处理机构的输入端以及油气出口连接；本申请公开的冷凝油气回收系统，通过控制装置调整三个开关部的工作状态，使待回收的油气先对任一油气处理机构进行化霜，再进入另一油气处理机构进行油气回收，有效化霜的同时降低系统的工作负荷。