本发明涉及超临界二氧化碳循环技术领域，尤其涉及一种超临界二氧化碳循环系统，包括热源、高压透平、低压透平、第一回热器、第二回热器、预压缩机、冷却器和主压缩机，热源的第一出气口连接高压透平的进气口，高压透平的排气口连接低压透平的进气口，低压透平的排气口连接第一回热器的热端入口，第一回热器的热端出口连接第二回热器的热端入口，第二回热器的热端出口连接预压缩机的入口，预压缩机的出口连接冷却器的入口，冷却器的出口连接主压缩机的入口，主压缩机的出口连接第二回热器的冷端入口，第二回热器的冷端出口连接第一回热器的冷端入口，第一回热器的冷端出口连接热源的第一进气口。可降低低压透平的排气压力，提高循环效率。