本发明的一种多层次热回收组合式空气处理器，包括室内机构和室外机构以及热泵组合机构；所述的室内机构又包括一个送风通道、两个排风通道及一个回风通道，所述送风通道包括前段的新风通道以及后段的新风和回风的混合风通道；两个排风通道分别为重度污浊空气排风通道、轻度污浊空气排风通道。本发明还提供了上述多层次热回收组合式空气处理器的空气处理方法，本发明是将室内不同污浊程度的空气，分层次、分别进行排除、处理及热回收利用，满足空气处理过程中的不同需求，避免交叉污染，最大限度的节约能源消耗，有效控制室内气压。综上所述，本发明具有一机多用、能量回收效率高且可避免交叉污染的积极效果。