本发明涉及火力发电技术领域，具体涉及一种650℃以上超高温机组系统。所述650℃以上超高温机组系统包括旁路系统、凝汽器以及依次连接的过热器组、高压缸、再热器组、中压缸，所述旁路系统包括高压旁路和低压旁路，所述过热器组和再热器组皆设有至少两级，所述高压旁路的引出端连接在末尾两级过热器之间，出口端连接在所述高压缸与首级再热器之间，所述低压旁路的引出端连接在末尾两级再热器之间，出口端引至所述凝汽器。本发明通过将旁路系统引出端提前的方式，降低了旁路蒸汽温度，从而降低了旁路系统材料等级，进而降低了机组造价，解决了超高温汽轮机旁路阀门制造困难的问题，突破了高参数等级机组设计建造的瓶颈。