本发明提供了一种多晶硅还原尾气回收系统，涉及多晶硅制备技术领域，包括依次连接的膜过滤单元、精馏单元和多级冷凝汽提单元；膜过滤单元用于将还原尾气中的氢气滤出以得到含氯化氢、氯硅烷和少量氢气的混合尾气；精馏单元用于将混合尾气中的四氯化硅和三氯氢硅、二氯二氢硅精馏分离、提纯以得到塔顶尾气；多级冷凝汽提单元用于对塔顶尾气中未冷凝的不同沸点的物料组分分别进行分离回收。本发明先利用膜过滤单元一步分离出还原尾气中的氢气，得到满足精馏单元进料的气相形态的混合尾气，之后将相对高温的气相氯硅烷送入精馏塔，分离提纯氯硅烷，该回收系统较现有尾气回收系统简单化，无需消耗大量的冷量和热量，可以大幅降低系统能耗。