本发明公开了一种油气高效混合的低污染燃烧室，涉及航空燃气涡轮发动机领域，现有技术中仍有主燃级燃油蒸发不完全、油气混合不均匀；值班级采用扩散燃烧，导致值班级的局部热点较多，NOx生成量较大等问题。本发明通过主燃级轴向涡流器内外表面形成“两级预膜”，大幅提高了主燃级的雾化、蒸发和油气混合效率；同时值班级燃油喷嘴采用双油路燃油喷射方式进行燃油分级喷射，并形成一个锥角较小的小燃油液锥和一个锥角较大的大燃油液锥，大燃油液锥采用预膜式空气雾化方式并以预混燃烧方式进行燃烧，小燃油液锥采用离心式雾化方式并以扩散燃烧方式进行燃烧，大幅降低了值班级火焰的NOx排放，同时兼顾了慢车状态下的火焰稳定性及点火性能。