本发明公开了一种废矿物油与含矿物油废物的化学热洗反应系统,涉及环保技术领域。其包括依次连接的多级热洗反应器,多级热洗反应器包括一级热洗反应器、二级热洗反应器和三级热洗反应器;一级热洗反应器包括反应器本体和设置于反应器本体的循环组件;循环组件包括固相循环部;固相循环部包括固相循环泵和连接至固相循环泵的两级导管,一级导管与反应器本体连通;另一级导管连接至二级热洗反应器和/或三级热洗反应器;固相循环泵设置于所述反应器本体底部。该热洗反应系统利用多级热洗反应器对物料进行回流及多级热洗,热洗效果好。固液物料经不同出口输出,实现初步的固液分离,占地面积小、处理量大,不产生二次污染,适用于多种污染物的化学热洗。