本实用新型公开了一种气体轴承低温增压透平膨胀机，包括中间壳体，所述中间壳体两端分别连接膨胀端和增压端，中间壳体内可转动地设置有转子，在转子的两端分别设置有膨胀轮和增压轮，所述膨胀轮和增压轮分别位于透平蜗壳和增压机蜗壳内，在转子上套设有气体轴承，气体轴承包括第一气体轴承和第二气体轴承，第一气体轴承用于支撑膨胀轮，第二气体轴承用于支撑增压轮，所述膨胀端和增压端均置于冷箱中。本实用新型的气体轴承低温增压透平膨胀机，将膨胀机的膨胀端和增压端均置于冷箱内，将常温的增压改为低温的增压，有效隔绝大气热量传导到膨胀机中，同时通过在冷箱内设置隔板，保证膨胀机的装拆方便、效率高、运行可靠稳定。