本发明公开了一种气油水分离系统，包括旋流式气油水分离器(A)、旋流式气油分离器(B)和捕雾器(C)；其中，旋流式气油水分离器(A)包括第一柱状筒体(1)，该第一柱状筒体(1)上设置有第一出气管(12)、第一出油管(13)、第一输入管(11)、出水管(14)，旋流式气油分离器(B)包括第二柱状筒体(5)，第一出气管(12)与第二柱状筒体(5)的第二输入管(3)相连通，第一出油管(13)与第二柱状筒体(5)上的油相物输入管(51)相连通；捕雾器(C)包括罐体(6)和液滴聚集层(7)，第二柱状筒体(5)的第二出气管(52)与罐体(6)的第三输入管(62)相连通。本发明不但适用于不同气油比油井、湿气井的多相分离，适应于0～100％的含水比例变化，具有广泛的应用环境，还能对现行的多相流量计或气油水分离设备进行准确度的校验。