本发明公开了一种超临界水氧化系统中过量氧回用及二氧化碳回收方法，包括下述步骤：(1)超临界水氧化反应器出水经换热器换热后进入高压气液分离器，上部流体作为热流体介质，依次进入提纯塔内的换热盘管、提纯塔外的冷凝器，使流体温度低于二氧化碳液化温度；(2)冷凝器出口流体进入提纯塔，塔底液态二氧化碳通过换热盘管与高压气液分离器出口流体换热，实现二氧化碳纯化，塔底出口液体二氧化碳灌装回收；(3)提纯塔顶部气相流体进入氧缓冲罐，与超临界水氧化系统所供氧混合后通过高压氧压缩机进入超临界水氧化反应器实现氧的回用。本发明方法可广泛应用于超临界水氧化处理有机废水/废物系统中。