本发明实施例提供一种气体增压装置和增压系统，气体增压装置包括外壳体和内壳体，内壳体设置于外壳体中，外壳体与内壳体之间形成第一容纳腔，外壳体上设有第一入口和第一出口，内壳体中设有用于容纳工艺介质的第二容纳腔，内壳体上设有第二入口和第二出口；气体增压装置包括保温状态和增压状态；在保温状态下，第一容纳腔中的制冷介质通过内壳体与工艺介质交换热量，以使至少部分工艺介质维持在液态；在增压状态下，向第二容纳腔输送热量，以使第二容纳腔中的液态工艺介质吸收热量并转化为气态。本发明实施例中的气体增压装置使液态工艺介质转化为气态，并在有限空间内积聚以升高压力，减少了机械损耗，降低了运行过程的噪音，减少了运行成本。