本发明属于冷电联产技术领域，涉及一种基于海洋温差能的发电制冷联合循环系统。本发明以海洋表层温海水作为主要热源，对从混合器出来的低沸点工质加热汽化，汽化后的工质进入膨胀机并推动膨胀机做功，膨胀机为发电机和压缩机提供机械能，从膨胀机排出的乏汽由深层冷海水在冷凝器中将其冷凝为液态并流入分流器，分流器将液态工质分为两路，一路经过工质泵加压后流入混合器，另一路工质经过膨胀阀降压后进入蒸发器吸热，使得冷库获得冷量，从蒸发器中出来的工质进入压缩机中压缩后流入混合器与从工质泵流入的工质混合，从混合器出来的工质进入发生器从而完成一次循环过程。本发明实现对海洋温差能的充分利用，可以同时输出电能和冷量。