本发明公开了一种燃料电池系统可调式空气供应装置，其包括一级压缩机、二级压缩机、电机，所述一级压缩机的输出端与三通阀的入口连接，所述三通阀的第一出口与所述二级压缩机的输入端连接，所述三通阀的第二出口通过单向阀与二级压缩机的输出端连接；一级压缩机和二级压缩机与电机同轴相联。本发明通过调节三通阀、四通阀的开度，进而调节进入二级压缩机和单向阀的空气流量，即调节了一级压缩机和二级压缩机的流量分配与功率分配，降低压缩机功耗，实现了燃料电池系统不同工况下空气流量和压比的最佳匹配。通过三通阀、四通阀毫秒级的响应速度，在变载工况快速调节空气流量大小，来提供空气供应装置的响应速度，同时降低压缩机的喘振风险。