本发明涉及一种深度脱氮湿地净化床系统，包括进水渠、曝气区、填料反硝化区和集水渠，所述进水渠、曝气区、填料反硝化区和集水渠沿着水流方向依次设置，所述曝气区的顶部设有浮岛，浮岛底部设有填料，曝气区的内部设有曝气装置，所述填料反硝化区中设有不同的反硝化填料，沿着水流方向进行深度脱氮。本系统将传统生化处理和人工湿地生态处理技术相结合，脱氮效率可提高至80％以上，实现深度脱氮，具有集成程度高、容积负荷高、适应能力强的特点，可用于受污染河道水质提升及生态修复。