本发明公开了一种超临界二氧化碳涡轮机推力平衡系统及控制方法，保证推力不超容量，并实现推力轴承功耗最小。包括齿轮箱、超临界二氧化碳涡轮机、推力平衡结构，齿轮箱包括箱体、高速轴，高速轴通过径向推力联合轴承支撑于箱体，高速轴上设有主推力盘和辅推力盘与径向推力联合轴承对应配合；超临界二氧化碳涡轮机包括壳体、涡轮转子，涡轮转子包括涡轮轴，涡轮轴的一端伸出外壳体与高速轴配合固定，高速轴、涡轮轴的连接处与外壳体之间设置主干气密封，推力平衡结构包括平衡壳体、端盖和平衡干气密封，高速轴的一端穿过齿轮箱伸入平衡壳体内，高速轴、平衡壳体之间设置平衡干气密封。