本发明公开了超临界二氧化碳萃取沉香油提取分离系统，包括通过管路依次连接的二氧化碳输送装置、高压泵、萃取加热器、萃取釜、分离釜、分子蒸馏器和产品储罐，二氧化碳输送装置用于向高压泵输送液态二氧化碳，所述萃取加热器用于将液态二氧化碳进行升温，经高压泵和萃取加热器分别加压、升温后的液态二氧化碳转换为超临界二氧化碳，萃取釜内置有用于萃取的沉香粉，超临界二氧化碳进入萃取釜提取沉香粉中的沉香浸膏，分离釜用于对携带沉香浸膏的超临界二氧化碳降压，使超临界二氧化碳转换为气态二氧化碳，分子蒸馏器用于对沉香浸膏精炼，分离出沉香精油和沉香膏进入产品储罐存储。本发明能提升萃取效率，减少二氧化碳气体的排放。