本发明属于垃圾焚烧领域，具体涉及一种垃圾预处理工艺及应用该工艺的垃圾处理系统。其工艺至少包括依序衔接布置的破碎输送单元以及垃圾堆放单元，所述垃圾堆放单元包括两个以上的用于堆放破碎处理后垃圾的堆放区间，所述堆放区间的数目大于或等于其垃圾的设定堆焐发酵及好氧反应完成的天数；经上述工艺处理后的垃圾热值高而易于焚烧，生产效率高。本发明还提供一种使用使用上述垃圾预处理工艺的垃圾处理系统，包括垃圾焚烧单元，垃圾处理系统包括污泥处理池，垃圾处理系统还包括并排设置的预备煤库、用于放置水泥及飞灰气块的混合库以及炉渣储存罐及污水处理部。上述系统管理方便，占地面积小，工作效率高，可实现垃圾的快速焚烧以及高效处理。