本发明公开一种氢气纯化系统，包括氮气源、氢气源、原料气、反应器、温度调节器、温度测量装置、压力测量装置、流量测量装置、氢气收集器、冷凝器、氢气排放管路和换热器；温度测量装置和压力测量装置分别检测反应器中的温度和压力，温度调节器给反应器壁加热；反应器上设置有入口、取样出口和尾气出口；氮气源、氢气源和原料气的各输入管路和气体混合管路上均设置有截止阀，气体混合管路连接反应器入口，流量测量装置设置在反应器入口前端，氢气收集器通过管路与取样出口连接，换热器通过管路与尾气出口连接，换热器后端设置两路出口，分别连接冷凝器和氢气排放管路；本发明能够使含微量有害杂质的氢气脱除微量硫化物，深度纯化氢气。