本发明涉及光电催化技术领域，特别是涉及一种光电催化反应系统，包括阴极反应器和阳极反应器，阴极反应器的进气口依次连接有第一气泵和用于向第一气泵提供反应气体的第一储气装置，阴极反应器的出气口连接有第一背压阀；阳极反应器的进气口依次连接有第二气泵和用于向第二气泵提供惰性气体的第二储气装置，阳极反应器的出气口连接有第二背压阀，第一背压阀和第二背压阀的设置能够使得阴极反应器和阳极反应器内部的压力均匀一致，从而使得阴极反应器内反应气体的溶解度保持稳定状态，进而保证了光电催化效率的稳定受控，此外稳定的压力对于气相色谱测试的稳定性和重现性也有决定性影响，满足了对光电催化反应效率的精确评估要求。