本发明公开了一种水下航器空气净化系统，包括液氧储罐、第二级换热器、第一级换热器、压缩机、冷却器、干燥器、过滤器、第一级气液分离器、第二级气液分离器、发电装置、节流阀、电解槽；所述的液氧储罐通过管道依次与第二级换热器、第一级换热器连接，第二级换热器、第一级换热器分别与第二级换热器、第一级换热器连接，压缩机通过管道依次与冷却器、干燥器、过滤器连接，发电装置分别与液氧储罐和压缩机连接。由于本发明主要是热交换器、压缩机和气液分离器等组成，具有结构简单、净化效果好、可靠等优点。