本发明提供一种超临界二氧化碳压缩机系统，涉及压缩机系统技术领域，包括压缩主机、电机冷却水箱、气液混合器，压缩主机依次连接有电机和电机空冷器，电机空冷器用于吸取舱室内混有泄漏的二氧化碳的混合气体，电机冷却水箱的上部的二氧化碳排出口通过二氧化碳管路连接至压缩主机的工质补充口，电机的远离电机空冷器的一端连接有排气管，排气管穿设于电机冷却水箱，气液混合器的出水口通过气水分离装置连接至电机冷却水箱的进水口，排气管延伸至气液混合器中，电机冷却水箱的排水口连接有排水管，排水管经过冷却器连接至气液混合器的进水口，避免了因二氧化碳泄漏至舱室导致基于二氧化碳的工质装量浪费以及给舱室内的运行人员带来威胁的问题。