本发明涉及一种高温物料竖式冷却机及余热利用系统，包括由支架支撑的圆筒状机体，在机体的下部为冷风输入段，中部为冷却段，上部为物料输入段。在冷却段内，通过抽风和鼓风相结合的方式冷却物料，冷却风和冷却管通过导热和对流两种方式获取高温物料的热量，并通过水冷壁对循环水预热；高温冷却风用于过热竖式冷却机产生的蒸汽，冷却风温度下降后通入烧结机预热烧结原料；经凝汽器加热后的空气与冷空气混合之后通入中央风帽；竖式冷却机产生的蒸汽经蒸汽过热器后连接至汽轮机带动发电机发电；凝汽器和汽包输出的水连至除氧器除氧，然后通至水冷壁完成循环。本发明结构紧凑，能较大地减少系统漏风，在保证物料质量的同时高效梯级回收高温物料余热。