本实用新型涉及超临界二氧化碳循环系统技术领域，公开了一种超临界二氧化碳压缩冷却系统，包括依次连接的透平、超临界二氧化碳冷却器、压缩机和换热器，压缩机包括用于容置压缩机构和电动机的容置腔以及设置于容置腔外的压缩机冷却机构；压缩机冷却机构包括围绕容置腔的制冷剂通道，制冷剂通道的进口连接于超临界二氧化碳冷却器的出口，制冷剂通道的出口连接于压缩机的进口。该超临界二氧化碳压缩冷却系统将超临界二氧化碳冷却器出口的一部分低温超临界二氧化碳引导至压缩机冷却机构，对压缩机构和电动机进行冷却，可以避免由于使用液态水产生冲刷腐蚀导致的电机可靠性降低、使用寿命减少的技术问题。