本实用新型属于黑臭水体治理技术领域，具体提供了一种黑臭水体的智慧梯级原位治理系统，包括云平台智慧控制模块及多个单级治理模块，所述单级治理模块包括供电模块、在线监测模块、单载控制模块、专性供氧模块、兼性供氧模块、固定化微生物模块、浮动载体模块及锚固模块。通过所有单级治理模块的各在线监测模块对水体进行实时的立体的监测得到性能指标；对性能指标进行大数据的分析以及云端大数据的诊断，实时调整所有单级治理模块的曝气量，并周期性的调整单级治理模块的数量和密度以及固定化微生物模块填料种类和数量。可以高效的治理水体，且效果保证率高，占地面积减小，成本低，稳定可靠，能耗低且采用清洁能源，具有环境亲和力。