本发明公开了一种光电催化去除空气中VOCs的反应系统，包括一个反应器主体、电化学工作站、控制器、气体检测单元和电解池，反应器主体的内部中心设有光源，反应器主体的内圆侧壁上设置有光催化反应单元，电化学工作站和电解池设置在反应器主体的下方，电化学工作站和电解池均通过电线与光催化反应单元连接；控制器和气体检测单元设置在反应器主体的一侧，气体检测单元的工作端位于反应器主体的内部，气体检测单元、光源均与控制器电连接。本发明构思巧妙，结构简单，气体净化成本低；通过电化学工作站提供外加恒定电位迫使电子定向移动，减少光催化剂中电子‑空穴对复合，从而提高光催化剂去除效率。