本实用新型公开了一种跨临界CO2复合热泵,包括CO2主路压缩机、气冷‑气冷复合器、过冷‑蒸发复合器、蒸发器和CO2辅助压缩机;气冷‑气冷复合器包含CO2主路、CO2辅路和水路三个通路;过冷‑蒸发复合器包含CO2主路过冷段和CO2辅路蒸发段两个通路。本实用新型根据回水温度包括两种工作模式,使得机组应用范围更广,满足日常需要;本实用新型中只有一个制冷剂与水的换热器,相比较现有的临界CO2复合热泵中的三个水和制冷剂的换热器,本循环水路为一进一出的单一回路,系统简单,降低了故障率;本实用新型辅助回路采用变频压缩机可以使热泵热水器系统能够在更宽负荷和温度条件下长时间稳定可靠运行,降低电能消耗,还可以降低压缩机的启动电流。