一种填充气凝胶ICF冷冻靶系统,包括金腔,金腔的内部中央通过支撑膜固定有靶丸,靶丸内有聚变材料,金腔的顶部设有激光入射口,金腔的外部设置有热力机械结构,热力机械结构的上、下两部分通过连接结构连接成一体,热力机械结构上设置有冷环,金腔内壁设有气凝胶薄层,气凝胶薄层的空腔内为填充气体,所述的气凝胶薄层的上下两端设置有填充气凝胶,填充气凝胶通过固定膜固定,上下填充气凝胶之间的气凝胶薄层的空腔内为填充气体,本发明由于气凝胶薄层、填充气凝胶的存在,可以抑制金等离子体膨胀,减少内部填充气体的含量,削弱自然对流的影响,从而优化靶丸表面温度均匀性,提高点火成功率。