本发明公开了一种二氧化碳内部热交换器及二氧化碳热泵循环系统,二氧化碳内部热交换器包括:壳体,包括外管、上端盖及下端盖,其上端盖具有低压进口和高压出口,其下端盖具有高压进口和低压出口;隔热管,其设于所述壳体内;筒体,其设于所述壳体内,并且外轮廓圆柱面上设有螺旋槽;第一管路,其设于筒体内,第一管路的顶端与所述低压进口连接,第一管路的底端位于所述筒体上部约1/6处;第二管路,其螺旋地缠绕于所述筒体上,并且所述第二管路两端连接于高压出口和高压进口之间;气液分离及回油组件,其设于筒体的内部,在重力作用下实现气液分离,分离出来的液滴落在筒体内表面的储油室上,气体流经储油室可实现回油。