本发明公开了一种肺癌患者呼出气体VOCs富集除杂系统，包括保温壳、冷却装置、气泵和支管；保温壳的两端分别具有一端盖，两个端盖之间设有可拆卸的多支吸附管和多支灯管，其中一端盖的外侧设置进气管，另一端盖的外侧设置出气管，所有的吸附管的两端分别与进气管和出气管连通；支管的一端与进气管连通，另一端与出气管连通。本发明还公开了一种利用该系统进行富集除杂的方法。本发明首先对吸附管进行活化，以除去吸附管内的杂质和对待检测的气体有害的成分，然后再通过该吸附管吸附待检测的肺癌患者呼出的含有VOCs的呼出气，最后将吸附管在循环中热解析，热解析后的肺癌患者呼出的VOCs气体的浓缩度更高，除杂效果更佳。