本发明公开了一种薄层植物填料床与水耕植物床叠加型湿地处理污水系统，包括上层植物填料床和下层水耕植物床，上层植物填料床包括床体、填料和挺水植物，填料放置在床体内，挺水植物种植在填料上，向床体的右侧区域供水，床体的左侧区域溢水；下层水耕植物床包括集水区、植物栽培槽和水培植物，水培植物种植在植物栽培槽内，集水区收集床体的左侧区域溢水并向植物栽培槽的左侧区域供水，在植物栽培槽的右侧设置有出水口。本发明由两层人工湿地系统上下层叠而成，不仅土地面积利用率提高了约一倍，克服了传统单一型湿地占地面积大的缺点；且综合了植物和微生物的生物吸附、降解，还有填料层的物理截留过滤等处理作用，具有更高的污水处理效率。