本发明公开了一种二氧化碳复合式热泵热水及空调系统及其控制方法，其系统是由二氧化碳热泵单元、氟循环单元和储水箱构成；二氧化碳热泵单元是以二氧化碳为制冷剂，形成第一热泵循环回路；氟循环单元是以氟里昂为制冷剂，利用四通阀和各切换阀构成可选通的第二热泵循环回路、热泵与制冷循环回路和制冷空调循环回路。本发明能够全年在较宽的温区内分别实现供暖、供冷和供热水的不同工作模式，并确保系统平稳可靠和节能运行。