本发明公开了一种超临界二氧化碳压缩系统的分级调压系统及其方法，属于气体压缩技术领域，解决了现有超临界二氧化碳压缩系统在输气时无法安全灵活调压的问题；包括设置在末级压缩系统的出气口与其上一级压缩系统的进气口之间的末级旁通阀和中间每级压缩系统的进气口与其上一级压缩系统的进气口之间的分级旁通阀；本发明的方法采用气体从末级向初级依次排压，气体从高温状态降压后温度降低为常温状态，但是不会低于露点，因此没有液化的风险，避免了压缩机运行过程中旁通调节管路产生阻塞的问题，方便临界二氧化碳压缩系统在排气过程中灵活泄压调压。