本实用新型公开了一种自然工质超市制冷系统，旨在提供一种能够为超级市场的食品冷冻、冷藏保鲜提供冷源的制冷系统。由高温循环侧、中温循环侧和低温循环侧组成。高温循环侧为亚临界循环，R290为制冷工质，包括R290压缩机、R290冷凝器、R290储液器、低温R290电子膨胀阀、冷凝蒸发器、中温R290电子膨胀阀和冷却器。低温循环侧为CO₂制冷循环，CO₂为制冷剂，包括CO₂压缩机、冷凝蒸发器、CO₂储液器、CO₂膨胀阀和CO₂蒸发器。中温循环侧为CO₂载冷循环，CO₂液体为载冷剂，包括CO₂供液泵、冷却器、CO₂调节阀和CO₂换热器。本实用新型的制冷系统采用绿色自然工质CO₂和R290，结构简单，操作方便，高效节能，方便控制，安全可靠。