本公开提供了一种用于商业楼宇的液化空气储能系统及其工作方法，主要由压缩机、冷却器、气液分离器、液态空气储罐、深冷泵、气化器、再热器、膨胀机、发电机、储热罐、储冷罐组成；在谷电时间段，环境空气经压缩机多级压缩，并经冷却器多级冷却后，通过气液分离器，将液化空气存储到液态空气储罐；在空气压缩液化过程中，产生的热量存储在储热罐中；这部分热量可直接或间接为楼宇提供热水和热风；在非谷电时段，存储在液态空气储罐中的液化空气，经深冷泵加压后，经过气化器、再热器吸热后进入膨胀机多级膨胀，膨胀机带动发电机发电，为楼宇提供电力供应。