本发明公开了一种基于多变功直接积分的超临界二氧化碳压缩机的设计方法，属于超临界二氧化碳压缩机设计领域。本发明提出的多变功算法最为符合多变功黎曼积分的原始定义，通过将多变功计算过程分解为多个离散段上静压差和比体积的乘积并求和过程，在离散段数逐渐增大过程中，得到的多变功数值解可以视为在实数域上的柯西点列，柯西点列收敛后便得到实际多变功的精确解；相对于现有的多变功计算方法，本发明提出的多变功计算方法在压缩机入口接近二氧化碳临界状态(32℃及7.6MPa)时，仍然能够给出精确的计算结果。基于此结果设计超临界二氧化碳压缩机更加精确。