本实用新型公开了一种热能再利用的沼气发电系统，涉及沼气发电技术领域，主要为了解决发电机组发电所产生的热量浪费的问题；该沼气发电系统，包括用以沼气发酵的发酵厌氧反应器、用以存储发酵沼气的存出气管和发电器，存出气管通过导气管连接于发酵厌氧反应器且导气管中部安装有气泵，发酵厌氧反应器底部设置有加热腔室且加热腔室内部设有加热器，所述发酵厌氧反应器与发电器之间安装有余热回收再利用系统，所述余热回收再利用系统包括设置在加热腔室内的第一换热器、设置在发电器内的第二换热器和集分流器。本实用新型结构简单，在对沼气发电机组进行降温的同时合理利用资源，提高了沼气的产生量，环保节能，实用性较强。