Sterilization system includes a plurality of sterilization target space to be subjected to sterilization treatment, a gas supply source for generating a nitrogen dioxide gas used in the sterilization process, piping and is interposed between the gas source and the sterilization target space It comprises a valve device, a sensor for detecting nitrogen dioxide gas concentration in the sterilization target space, and a control unit. The controller controls the valve device, each of the plurality of sterilization target space, through the first communication to alternatively the gas supply source by the time stipulated in advance, the nitrogen dioxide gas to the sterilization target space The causes sequentially perform filling step of filling the through the sensor, the nitrogen dioxide gas concentration in the sterilization target space during the filling is detected to have reached a pre-determined concentration, after the filling the sterilization target space Remove from the object and performs control for causing it to continue the filling process.滅菌システムは、滅菌処理を行うべき複数の滅菌対象空間と、前記滅菌処理に使用する二酸化窒素ガスを生成するガス供給源と、前記ガス供給源と滅菌対象空間との間に介在される配管および弁装置と、前記滅菌対象空間の二酸化窒素ガス濃度を検出するセンサと、制御装置とを備える。制御装置は、前記弁装置を制御して、前記複数の滅菌対象空間の各々を、予め定める第1の時間ずつ択一的に前記ガス供給源へ連通し、各滅菌対象空間へ前記二酸化窒素ガスを順次充填させる充填工程を行わせるとともに、前記センサによって、充填中の滅菌対象空間の二酸化窒素ガス濃度が予め定める濃度に達したことが検出されると、以降はその滅菌対象空間を前記充填の対象から外して前記充填工程を継続して行わせる制御を行う。