本发明提供一种轨道列车牵引设备的热能回收利用系统，其中，冷媒工质通过冷却管路进入变压器、电机和变流器，从变压器、电机和变流器流出的冷媒工质通过减压阀调节压力控制冷媒工质的饱和温度至预设值之后流入列车供热设备进行换热，从列车供热设备流出的冷媒工质进入变流器、变压器和电机。本发明提供的热能回收利用系统，基于工质相变吸热和放热的循环特性，将三大牵引设备的冷却系统及列车供热系统结合，利用三大牵引设备产生的余热供给乘客需要的热水和空气环境，提高能源利用效率，换热器采用内循环空气或高效储热材料作为冷源，减少对新风的依赖，减少风冷换热器滤网的维护，不完全依赖直接从车体外吸风进行散热以减小系统风机噪音。