本发明公开了一种气水异向三维流电生物耦合净水系统及净水方法。气水异向流三维电生物耦合净水系统的生物滤料层位于三维粒子电极层下部，三维粒子电极层的周围连通主电极阳极，中间连接主电极阴极，催化粒子电极填充于主电极之间，曝气出水室接有曝气装置，整个系统的气水异向流动，气体由下而上，水由上而下。本发明的净水方法，包括如下步骤：（1）原水进入配水室；（2）三维电催化氧化；（3）物理过滤、截留；（4）好氧生物处理；（5）同时，气体在生物滤料层、三维粒子电极层内与由上而下的污水进行充分的接触；（6）出净水。本发明的净水系统在三维电催化氧化、物理过滤、好氧处理的相互作用下，达到预定的处理效果，出水水质稳定。