本发明涉及等离子体灭菌技术领域，具体涉及一种NO3气体活化处理酸性水溶液的消毒系统及其控制方法，包括：NO3发生模块、NO3检测模块、预制溶液供给模块、活化模块和控制模块；活化模块容纳待处理的酸性水溶液，NO3发生模块的生成气体活化处理待处理的酸性水溶液。本发明设置了NO3检测模块和控制模块，NO3检测模块对NO3发生模块生成的NO3即时浓度进行实时监测，保证NO3产量大于等于预设的稳定产量，克服了在目前存在的NO3制备效率低和NO3的产量不稳定，易随放电参数、环境条件而发生明显变化的技术难题，提升活化水的制备效果和其制备品质的一致性。