一种船用VOC、BOG综合液化系统，包括VOC再液化循环、单工质双级双制冷温度的制冷循环、斯特林制冷循环和BOG再液化循环四个循环系统，其中VOC再液化循环系统通过第一换热器与第二换热器与压缩制冷循环连接，通过第四换热器与所述斯特林制冷循环连接，BOG再液化循环系统通过第五换热器与斯特林制冷循环连接，并在斯特林制冷循环系统中接入海水冷却循环。本发明将VOC再液化与BOG再液化相结合，利用单工质双级双制冷温度的压缩式制冷系统及斯特林制冷的船用VOC、BOG综合液化方法，实现VOC与BOG的综合再液化，克服了斯特林制冷机的高能耗问题，实现双级双制冷温度对VOC进行分级液化，有良好的制冷量调节能力。