本发明提供一种污泥高温碳化系统及碳化工艺。该污泥高温碳化系统包括脱水污泥供给单元、脱水污泥干化单元、干化污泥碳化单元、热循环交换单元、以及碳化加热炉。该脱水污泥干化单元包括脱水污泥干燥机。该干化污泥碳化单元包括污泥碳化炉。该碳化加热炉用于供给加热气体至该脱水污泥干燥机以及用于供给加热气体至该污泥碳化炉。该热循环交换单元用于将该脱水污泥干化单元排出的加热气体经过换热后传送至该碳化加热炉进行燃烧脱臭。该碳化加热炉用于将所述污泥碳化炉中碳化产生的干馏气体进行燃烧脱臭。该碳化系统将污泥在干化及碳化中产生的碳化干馏气体的利用与废气的高温脱臭综合处理相结合，降低了能耗，且简化了设备配置。