本发明公开了一种电解水制氢系统，其中直流电源的电源正极和负极分别与电解槽的阳极电极和阴极电极连接；电解槽的阳极区上部氧气出口连接至氧分离器的热能循环水进口，氧分离器顶部的气相出口经冷却器冷却后进入氧气汽水分离器；原料水箱底部经阀门与碱液进液口连接；电解槽的阴极区上部氢气及混合碱液出口连接至氢分离器的循环碱液进口，氢分离器顶部的气相出口经冷却器冷却后，进入氢气汽水分离器。本发明还公开了一种电解水制氧子系统。本发明提供了一种电化学反应与热化学反应相结合而制取氢气的系统，实现氢气和氧气的分步制取，系统可有效实施和运行，能够产生一定的社会效益和经济效益。