本发明公开了一种两相制冷及气体压缩一体化的电子设备冷却系统,包括依次串联的泵/压缩机一体动力核心、过滤器、流量计、第一四通换向阀、蒸发器、冷凝器、第二四通换向阀、气液分离器及分离支路含有两个单向阀和一个电子膨胀阀以及一个流量调节阀。被冷却电子设备贴在蒸发器换热冷板上,电子设备表面的最高温度信号控制两个四通换向阀的换向动作。常规工况下,系统以两相冷却方式在蒸发器内以沸腾换热方式冷却电子设备,具有节能的特性。当环境温度变化或热负荷增大时,电子设备表面温度超过设定值时,控制设备采取动作信号,以气体压缩制冷的方式降低电子设备的温度,克服两相冷却在高环境温度工况下的不足,保证电子设备的正常运行。