本发明涉及一种零碳排放燃烧系统，属于节能减排领域。包括依次相连的燃料管路、燃烧器、炉膛、排烟管、循环风机，所述循环风机回连至所述燃料管路或所述燃烧器；所述排烟管和循环风机之间设有烟气冷却装置及冷凝水收集装置；所述燃烧器上连接有氧化剂管路。本发明采用氢为燃料，并且将燃烧后的烟气，经过烟气冷却装置和冷凝集水装置后，再循环至氢燃料的管路，与氢燃料混合后，进入燃烧器。本发明的优点在于，氢燃料掺混烟气后，其燃烧速度减慢，混合气体喷出的动量增加，有利于组织形成温度均匀、充分燃烧的火焰，从而满足各种加热工艺需求，且燃烧系统最终排放物为氮气，实现燃烧系统的零碳排放。