一种带两级气体冷却器的跨临界CO2空气源热泵机组，涉及一种热泵机组。压缩机、第一气体冷却器的制冷剂通道、第二气体冷却器的制冷剂通道、节流机构及蒸发器的制冷剂通道组成CO2跨临界循环回路，热泵机组的制冷剂采用CO2工质，进风口、第二气体冷却器的空气通道、蒸发器的空气通道、风机及出风口通过风道依次连接组成空气预热通道，温度传感器检测第二气体冷却器出口的CO2工质温度，通过控制系统调节风机的转速改变风道内空气流量从而维持第二气体冷却器的制冷剂出口温度。有效降低气体冷却器出口的工质温度，提高蒸发器的蒸发压力和温度，减少节流损失，降低压缩机的压缩比，提升系统整体能效。