本发明公开了一种配备相变储热的二氧化碳光热发电系统及方法，包括聚光集热系统、储热及换热系统、CO2发电系统与光伏发电系统；聚光集热系统包括集热器；储热及换热系统包括相变储热加热器、熔盐‑CO2换热器和传热熔盐储罐，相变储热加热器经熔盐‑CO2换热器与传热熔盐储罐相连通，传热熔盐储罐出口分为两路，一路与相变储热加热器相连通，另一路与集热器相连通，集热器与相变储热加热器相连通；CO2发电系统与熔盐‑CO2换热器相连，光伏发电系统与相变储热加热器相连。本发明采用相变储能作为CO2光热发电系统储能系统，可以大幅减少储热介质用量；相变储能可以利用电加热器实现储热，无需阶梯相变储能。