为了应对超低温环境下的高效制热需求，超低温空气源热泵通常采用双级压缩技术。这种技术可以通过两次压缩过程，将制冷剂从低压状态逐步提升到高压状态，从而更有效地吸收和释放热量。双级压缩技术包括单机双级压缩和双机双级压缩两种方式：
单机双级压缩：使用具有低压级气缸和高压级气缸的压缩机，制冷剂在低压级气缸中初步压缩后，进入中间腔体与中压制冷剂气体混合，再由高压级气缸进一步压缩。这种方式结构紧凑，但技术难度较高。
双机双级压缩：采用两个压缩机串联，形成双级压缩系统。在室外环境温度较高时，可以切换为普通单级压缩运行模式；在室外环境温度较低时，则切换为双级压缩运行模式。这种方式能够灵活适应不同工况，确保热泵在超低温环境下的稳定运行。
喷气增焓技术是超低温空气源热泵压缩机的另一项关键设计。这项技术通过在压缩机中增加喷气口，向压缩机中间腔体喷射中压制冷剂气体，从而提高压缩机的排气量和制热量。喷气增焓压缩机通常是谷轮涡旋压缩机专利技术，它优化了中压段冷媒喷射技术，使得热泵在极低温度下仍能维持较高的制热效率。
超低温空气源热泵的压缩机还采用了耐低温材料，以确保在极低温度下仍能正常运行。这些材料具有良好的机械性能和热稳定性，能够承受极端温差和高压环境下的工作负荷。
在超低温空气源热泵系统中，高效过冷却器也起到了关键性的作用。它一方面对主循环回路冷媒进行节流前过冷，增大焓差；另一方面，对辅助回路中经过电子膨胀阀降压后的低压低温冷媒进行适当的预热，以达到合适的中压，提供给压缩机进行二次压缩。这有助于提高热泵的制热效率和稳定性。
