本发明公开了一种城市河道水体的原位净化系统，包括设置在城市河道中的生态浮岛，在所述生态浮岛的上游设有生物膜反应段，沿水流方向，所述生物膜反应段被分隔为若干个厌氧处理单元和若干个好氧处理单元，每个处理单元内装填有生物填料，且好氧处理单元中设有曝气装置。本发明系统构造灵活，各处理单元可根据实际水质的污染物种类和污染程度进行合理配置，如数量、顺序，其中，生物接触氧化单元可模拟A/O、A²/O、后置缺氧-好氧生物脱氮等工艺运行，增强系统的应用范围。生态浮岛单元与生物接触氧化单元的配合，可有效去除水中氮磷和有机碳等污染物，从而提升水质，并起到美化河道景观的作用。