本实用新型提供一种船舶主机与飞轮储能系统联合工作装置，包括：为船舶提供推进动力的主机系统、可储存能量的飞轮储能系统、配电系统和能量管理系统，船舶主机通过离合器传动连接有传动轴系，传动轴系前端设置有螺旋桨，传动轴系通过齿轮箱与轴带发电机连接，使传动轴系的旋转能够带动轴带发电机发电，或传动轴系在轴带发电机的驱动下旋转。本实用新型所述的船舶主机与飞轮储能系统联合工作装置，将飞轮储能系统应用于船舶，通过能量管理系统使飞轮储能装置与船舶主机联合工作，使主机可持续运转于低油耗工况，节省成本，并可维持船舶主机工作于较高负荷，有利于其运转以及减少有害排放，增加工作寿命，减少维修保养。