本发明提出基于分层结构的量子密钥分发方法及网络，所述分发方法将网络内大量可信节点按照通信范围和通信级别分为多个通信树，然后对相邻通信树的各个节点进行分层密钥分发，同一通信树中位于同一层的节点共享基础密钥。相邻通信树中两个同等级节点进行密钥协商时，两节点可以基于各自的基础密钥进行通信密钥的直接协商，或者，可以通过上级节点进行通信密钥的协商和转发，最终实现这两个节点之间的保密通信。本发明改进了传统量子密钥分发网络的密钥分发方法，减少了密钥资源的浪费，同时减少了密钥生成难度和对计算资源的消耗，尤其适用于空间跨度大的密钥协商场景。