본 발명의 한 실시예에 따른 하이브리드 방사성 물질 제거 시스템은, 세라믹 물질로 이루어진 나노여과막을 포함하며, 외부에서 도입된 제1 방사성 물질 함유수에서 유기물, 부유물질 및 미생물이 여과되고, 제1 방사성 물질 및 제1 중금속 물질을 포함하는 제1 농축수가 방출되는 제1 여과부, 제1 여과부에 연결되어 제1 농축수에서 제1 방사성 물질 및 제1 중금속 물질이 흡착 제거되는 제1 흡착부, 역삼투막을 포함하며, 제1 여과부를 통과한 제2 방사성 물질 함유수가 도입되고, 제2 방사성 물질 및 제2 중금속 물질을 포함하는 제2 농축수가 방출되는 제2 여과부, 그리고 제2 여과부에 연결되어 제2 농축수에서 제2 방사성 물질 및 제2 중금속 물질이 흡착 제거되는 제2 흡착부를 포함한다.