本发明公开了一种双热源耦合式热泵系统，包括压缩机、蒸发器、太阳能集热器、换热器和回热器，所述压缩机设有排气口、回气口和补气口，所述排气口通过四通阀与蒸发器的进口、回热器的低温进口以及换热器的出口连接；回气口与回热器的低温出口连接；补气口通过储热装置与太阳能集热器的出口端连接；回热器的高温进口通过膨胀阀与蒸发器连接，高温出口与换热器的进口连接；太阳能集热器的进口端通过膨胀阀与蒸发器连接。本发明解决了热泵在低环境温度下的制热能力和能效衰减严重的问题，大大提高了热泵能效、应用范围和节能减排价值。同时该系统一年四季可以供给足量适温的各种生活所需热水，更节能，性价比更高。