本发明公开了一种煤焦油分离系统及分离工艺，属于煤焦油分离技术领域，其中系统包括焦油供给单元、三相离心机、焦油分离单元、氨水分离单元和排渣单元，所述焦油供给单元与三相离心机的焦油入口连接，所述焦油分离单元与三相离心机的焦油分离出口连接，氨水分离单元与三相离心机的氨水分离出口连接，排渣单元与三相离心机的排渣出口连接。本发明能够对机械化澄清槽分离效果不达标的焦油进行再次分离，采用三相离心实现煤焦油中焦油、氨水、焦油渣高效分离，保证分离效果主动可控。