本发明公开了一种复合型人工湿地处理系统，包括相互串联的垂直流人工湿地处理池和潜流人工湿地处理池，其中：垂直流人工湿地处理池设置于系统的进水端，潜流人工湿地处理池设置于系统的出水端，该系统还包括一个配水箱，配水箱内设置导流墙，该配水箱位于系统的进水端，其出水口与垂直流人工湿地处理池的进水管连通；垂直流人工湿地处理池中的填料由下至上依次为粗粒径填料层、中粒径填料层和细粒径填料层；所述潜流人工湿地处理池设有排水口，该潜流人工湿地处理池中的填料由左至右依次为粗料层、中料层和粗料层，在此三种填料层的上方还设有一层细料层。本发明所述人工湿地处理系统的总磷去除效果较好，且出水的pH值碱性低，约为7～9。