本发明提供了一种调车机车的氮氧化物控制系统，包括相互连接的尿素罐、尿素泵、空气压缩泵、尿素喷嘴、控制单元、尾气后处理装置、柴油机ECM以及控制单元；所述尿素罐中设置有液体传感器，用于反馈液位信息至控制单元；所述尾气后处理装置设置有氮氧化物传感器，用于反馈氮氧化物浓度信息至控制单元；所述柴油机ECM通过总线与控制单元连接，提供柴油机工作参数；所述控制单元根据柴油机工作参数、液位信息、氮氧化物浓度信息计算尿素喷射量目标值进而控制尿素泵启停，实现氮氧化物排放控制。本发明能够准确控制调车机车的氮氧化物排放，满足非道路国Ⅳ排放要求。