本实用新型公开的属于能源利用技术领域，具体为一种基于能源梯级利用的多能互补系统，包括：燃机发电系统单元、吸收式制冷系统单元、有机朗肯循环系统单元、转轮除湿系统单元和能源测控系统单元，吸收式制冷系统单元的进烟管道与所述燃机发电系统单元的排烟管道连通，有机朗肯循环系统单元的进烟管道与所述吸收式制冷系统单元的排烟管道连通，本实用新型基于能源梯级利用的多能互补系统以燃机发电系统单元为主，将燃机排气通过多个余热回收系统的相互作用和转化，在实现排气能源的梯级利用的同时并协同优化，提高彼此之间的协调性，提高能源利用率和功能系统整体安全性使冷热电负荷能够与用户的需求匹配。