一种活塞式压缩机高压级平衡腔布置结构，包括设置在缸体两端的平衡腔和压缩腔，所述平衡腔布置在气缸的盖侧，压缩腔布置在气缸的轴侧，平衡腔和压缩腔所在缸体的壁面均成对开孔，通过缸体上所开的孔将平衡腔和压缩腔连通，实现进气流程上平衡腔与压缩腔相串联，进气经过平衡腔之后再进入压缩腔，通过压缩腔压缩后排出压缩腔。本发明平衡腔布置结构通过合理设计单级压比、活塞和活塞杆的截面积之比、进气压力损失比，能够保证反向角的存在并使其不小于15°，防止十字头销、连杆头衬套和轴瓦因供油不足产生高温烧损现象；通过设计平衡腔进出气流程，降低了平衡腔和工作腔内气体温度，改善了活塞环和填料函的工作环境，提高了其使用寿命。