本发明涉及一种耦合直流的回热式制冷机冷却的低温储存系统，包括回热式制冷模块和低温储存模块；所述回热式制冷模块包括回热式制冷机单元和直流循环单元；所述回热式制冷机单元包括依次连接的压缩机装置、回热器、冷端换热器；所述直流循环单元中，包括间壁式换热通道，直流从任意位置引出回热器，并引入间壁式换热通道，直接或间接冷却低温储存模块的漏热通道，之后再回到回热器上部，从而完成直流循环。与现有技术相比，本发明与现有技术相比，本发明通过利用直流所携带的冷量，可有效降低低温储存模块的漏热，从而降低低温储存系统的能耗，提高低温储存系统的效率。