本申请涉及一种低温等离子体催化降解恶臭气体处理设备及恶臭气体处理方法。恶臭气体处理设备包括设有进气口和出气口的箱体；等离子催化降解区，设置于箱体内并连通于进气口，等离子催化降解区内设置有等离子发生器，等离子催化降解区所在区域的箱体内壁涂有过渡金属氧化物涂层；活性炭处理组件，设置于箱体内并将出气口和等离子催化降解区分隔开，填充有炭基催化剂，用于联合臭氧和等离子体协同催化降解恶臭气体。本申请恶臭气体处理设备利用低温等离子体及其电离过程中产生的过量臭氧与过渡金属氧化物及炭基催化剂联合催化降解恶臭气体，处理效率高，处理效果好，充分利用了等离子发生器工作时产生的臭氧，大大减少了臭氧带来的二次污染。