本实用新型提供一种多维液相色谱分离系统，包括高效液相色谱梯度泵A、高效液相色谱梯度泵B、高效液相稀释液泵、梯度混合器A、梯度混合器B、进样阀、富集柱阵列A、富集柱阵列B、馏份收集器、液相色谱分离柱阵列、检测器、双两位四通阀以及连接管路；通过双两位四通阀切换实现上一维分离状态与下一维分离状态的转换，实现三维或三维以上色谱分离。通过液相色谱分离柱阵列选择各维色谱分离柱，基于同一梯度洗脱系统和同一检测器，实现多维色谱分离的全在线监测和控制，实现富集柱和分离柱清洁程度可控。各维分离通过富集柱连接，并使用稀释液泵辅助化合物富集或捕集。本实用新型通过选择不同的色谱固定相和流动相组合，实现对分离难度高的复杂体系样品中单体化合物的高效分离。