本实用新型提供的双级节流多温二氧化碳热泵机组，通过设置多个气体冷却器，并将多个气体冷却器并联后作为一个整体串联在连接中间换热器第二进口和油分离器出口的第二管道上，使得本实用新型提供的双级节流多温二氧化碳热泵机组能够实现多温供热，能够实现多级节流，以过热度和目标压力为控制目标，高压段以压力控制为主，低压段以温度控制为主，节能效果好，通过采用二氧化碳作为热泵工质，供热温度高、供热形式多样、适用范围广，最高供热风温度可达120℃，填补了普通热泵供热60℃以上区间的空白，满足了市场上对节能环保供热设备的需求，具有极大的社会效益与经济效益。