本发明涉及一种复叠式高温热泵系统，包括冷凝器、冷凝蒸发器和风冷换热器，所述的冷凝器和冷凝蒸发器之间连接成冷凝器侧回路，所述的风冷换热器和冷凝蒸发器之间连接成换热器侧回路；所述的换热器侧回路包括换热器侧第一通路和换热器侧第二通路；换热侧第一通路包括由冷凝蒸发器到风冷换热器依次通过管道连接的四通换向阀、油分离器A、低温段压缩机和气分装置，四通换向阀的另外两个接口分别通过管道接通气分装置的进口和出口，所述的油分离器A和低温段压缩机之间设置一带有电磁阀的回流管道；换热器侧第二通路的管道上安装一个储液罐。本申请设计的热泵系统在低于‑25℃的环境温度下满足60℃以上出水需求，且可实现制冷系统较高的运行能效。