本发明公开了一种核废水处理系统及其处理方法，属于废水处理技术领域，系统包括防渗罐体、铺设在所述防渗罐体内的若干层核废水凝胶、竖直设置在所述防渗罐体中部的螺纹杆，每一层核废水凝胶对应有一压紧盖，所述压紧盖与螺纹杆螺纹连接，所述压紧盖通过拧紧装置旋转压紧于核废水凝胶的上方；所述压紧盖包括空心的盖体，所述盖体内填充有吸水粉料，所述吸水粉料用于吸收核废水后凝固，所所述盖体的底部开设有第一渗透孔，所述核废水或吸水粉料能够通过所述第一渗透孔。本发明一种核废水处理系统和方法，可以在保持凝胶在压紧时，同时通过水泥粉不断地吸收其表面水分，减少凝固后凝胶内的残余水分，避免核废水的泄露。