本发明提供了一种密封空间内低浓度VOCs的处理系统及基于该系统的处理方法，该系统包括废气浓缩单元与废气处理单元；废气浓缩单元用于将密封空间的低浓度VOCs集中吸收；废气处理单元用于将废气浓缩单元集中吸收的VOCs脱附后先催化得到一氧化碳，在将一氧化碳氧化为二氧化碳。该处理方法包括废气吸附、设备预热、废气脱附及催化—燃烧及吹扫步骤。利用废气浓缩单元将密闭空间内浓度会随时间、空间变化的VOCs转变为零维度恒定的VOCs气流；再经过脱附将浓度含量稳定的废气气流催化氧化为成分单一的CO，直接燃烧过程更加稳定，系统的稳定性得到了极大提升，进而保证了催化剂长时间具备较高活性，烧结可能性降低，降低催化剂的更换次数，降低系统的运行成本。