本实用新型公开了一种空气源热泵蒸汽机组，包括第一级热泵循环和第二级热泵循环，第一级热泵循环包括依次连接形成循环回路的第一级热泵压缩机、蒸发冷凝器、第一级节流装置、蒸发器和气液分离器，第二级热泵循环包括依次连接形成循环回路的第二级热泵压缩机、蒸汽发生器、过冷器、第二级节流装置和蒸发冷凝器，第一级热泵循环和第二级热泵循环通过蒸发冷凝器连接并进行换热，蒸汽发生器包括换热管束和喷淋装置，蒸汽发生器和过冷器之间还连通有水泵和循环水阀从而形成水循环回路，水泵连通喷淋装置。本实用新型对高温热水在一定真空度下进行喷淋雾化，将表面加热蒸发与闪蒸有机结合，提高了蒸汽供应量和系统能效。