本实用新型公开了一种油电双模机车及其冷却系统，包括低温散热器、第一调节阀和第一温控阀、低温冷却风扇、高温散热器、第二调节阀和第二温控阀、高温冷却风扇、多个温度传感器以及控制单元；柴油机产生的热量由冷却液带走，冷却液分为低温冷却液和高温冷却液，低温冷却液经第一管路流入低温散热器内，通过低温冷却风扇冷却后，再经第二管路回流至柴油机，实现柴油机的低温散热；高温冷却液经第五管路流入高温散热器内，通过高温冷却风扇冷却后，再经第六管路回流至柴油机，实现柴油机的高温散热；低温冷却液回流时一路流入柴油机，另一路通过第三管路流入发电机，再通过第四管路流出，实现发电机的散热。