本实用新型涉及深海开发技术领域，公开了一种深海空间站氦氙气冷堆发电系统，包括依次连接的氦氙气冷堆、磁流体发电模块、布雷顿发电模块和冷却压缩模块，冷却压缩模块的出口与氦氙气冷堆的进口连接。由于布雷顿循环发电与磁流体发电对循环工质温度的要求不同，本实用新型提供的深海空间站氦氙气冷堆发电系统，以氦氙混合气体为循环工质，通过使氦氙循环工质先经过对工质温度要求相对较高的磁流体发电模块，再经过对工质温度要求相对较低的布雷顿发电模块，实现了对氦氙循环工质能量的梯度利用，不但有效提高了系统效率和输出功率，而且能够有效降低循环的回热需求、减少庞大的回热装置，使系统更为紧凑，节省深海空间站宝贵的空间资源。