本实用新型提供一种油气回收冷凝机组，包括第一级、第二级、第三级制冷系统，第二级与第三级制冷系统均采用复叠式制冷机组制冷，其中第二级与第三级制冷系统均采用复叠式制冷机组制冷，其中第二级制冷系统中的蒸发器与第三级制冷系统中的蒸发器并联运行，即第二级与第三级制冷系统共用一个高温级制冷回路和一个低温级制冷压缩机而分别形成各自的制冷回路，这样整个制冷系统中只有一个低温级制冷压缩机和一个高温级制冷压缩机同时运行，不但能满足油气的多级冷凝工艺要求，同时与现有技术相比，减少了制冷压缩机及相关辅助配件的使用量，节约了制造成本，提高了冷凝机组的效率，降低了系统的总能耗，且整个冷凝机组简单，操作方便。