本实用新型公开了一种空气源热泵系统，包括单机双级压缩机、冷凝器、储液器、第一电子膨胀阀、第二电子膨胀阀、蒸发器、四通阀、气液分离器、第一三通管、第二三通管、以及热交换器，所述储液器的出液口与所述第一三通管的输入口连通，所述第一三通管的第一输出口与所述第一电子膨胀阀的进液口连通，还包括第三三通管、节流装置、以及单向阀。与现有技术相比，当天气过于寒冷时，从第一电子膨胀阀输送到蒸发器的冷媒的量不足时，储液器的冷媒通过第三三通管的第一输出口流向节流装置，经过单向阀并与第一电子膨胀阀的冷媒一起流向蒸发器的进液口中，从而补充冷媒，使制热效果不下降。