提供一种内燃机的增压系统，其是使用小型涡轮增压机并且结构简单的两级涡轮系统。该两级涡轮系统具有：内燃机(1)；利用来自于该内燃机(1)的排气气体驱动的两基涡轮增压机(2A、2B)；多个控制阀(V1～V5)，其切换吸入内燃机(1)的吸气气体与来自于内燃机(1)的排气气体的流路；控制该多个控制阀(V1～V5)及涡轮增压机(2A、2B)的控制装置，其中，两基涡轮增压机(2A、2B)由同一涡轮容量的涡轮增压机构成，并且作为排气流路上游侧的高压侧的涡轮增压机(2A)起作用，作为排气流路下游侧的低压侧的涡轮增压及(2B)起作用，通过切换使用了所述控制阀(V1～V5)的流路，具有以下模式：串联连接两基涡轮增压机(2A、2B)的串联模式；气体仅流向高压侧的涡轮增压机(2A)或低压侧的涡轮增压机(2B)的一段增压模式；并联连接两基涡轮增压机(2A、2B)的并联模式。