本发明公开了一种油水分离系统，包括油水分离板，储油池和储水池，所述油水分离板设置于所述储油池的顶部，所述油水分离板包括亲油疏水性材料；所述亲油疏水性材料包括骨料和包覆骨料的亲油疏水性树脂膜，所述亲油疏水性树脂膜为包括氟、硅、硫中一种或几种的改性树脂形成的薄膜；所述储油池远离所述储水池的侧壁高于所述储油池靠近所述储水池的侧壁，所述油水分离板覆盖在所述储油池的顶部并与水平面形成一夹角。本发明的油水分离系统中，油水分离板包括亲油疏水性材料，使得油水分离板具有亲油疏水的性能，含油污水从油水分离板上流过时，油通过油水分离板渗入到储油池中，水从油水分离板上流走，从而实现油水分离。