本发明提供一种高效全自动油水分离系统，包括一侧设置有溢流堰的溢油池，溢流堰中安装有不锈钢除渣网，在连接溢流堰与分离箱的管道上安装有进水电磁阀；分离箱内安装有不锈钢滤网，不锈钢滤网的上方设有缓冲板；分离箱内安装有第一传感器和第二传感器；分离箱的颈部通过管道与储油杯相连接；在连接分离箱与储水箱的管道上安装有排水电磁阀；储水箱内安装有自动排水装置。本发明可提高分离效果以及分离精度，降低洗洁精的使用，实现分离后的废水再利用。且能够实现智能化自动控制，与物联网对接，降低工人劳动强度。