本发明公开了一种甲醇水燃料重整制氢系统，其包括依次连接的甲醇水燃料进料管、蒸发器、改质器、CO氧化去除装置和富氢混合气体输送管；所述CO氧化去除装置包括LTS催化氧化器和PROX催化氧化器，所述LTS催化氧化器的内部设有铜锌基催化剂，所述PROX催化氧化器的内部设有钌基催化剂。本发明通过LTS催化氧化器和PROX催化氧化器对富氢混合气体进行分阶段氧化处理，逐步降低气体中的CO浓度，保证CO得以被完全去除。本发明系统对甲醇的转化率可达100％，并能完全去除重整混合气体中的CO，系统的启动耗时短，能快速达到重整制氢条件，能耗低，制氢速度快，制氢成本低，具有高效的能量转换效率，环保节能，与燃料电池电堆对接后，发电效率较高。