本发明公开了一种双工质循环余热发电系统，包括驱动发电机的汽轮机，以及与汽轮机共轴连接的低沸点工质透平；汽轮机由余热锅炉产生的蒸汽驱动，在余热锅炉产生的蒸汽输送至汽轮机膨胀做功后，排汽通过管道依次流经工质蒸发器和工质加热器进行热交换，放热凝结成液体，经水泵再回到余热锅炉被加热成蒸汽；低沸点工质透平由工质气体驱动，工质液体依次流经工质加热器和工质蒸发器，吸热蒸发成工质气体，进入低沸点工质透平膨胀做功，做功后的工质气体排气通过回热器放热。本发明通过对双工质循环进行合理的设计，通过多次换热处理，能够充分的将蒸汽循环过程中产生的排汽余热作为低沸点工质循环过程的热源来利用，可大幅度提高余热利用效率。