本发明提供一种基于新型阻挫磁性材料的级联式无液氦制冷机设计方法，其步骤如下：步骤A：绝热去磁过程，利用上级阻挫磁性工质在临界场附近显著的磁热效应冷却下级顺磁盐，通过磁热泵浦减小后者的磁熵并实现更低制冷温度；步骤B：等温去磁过程，下级保持工作温度，同时上级作为热保护层；步骤C：磁化升温过程，增大磁场，使得磁热模块升温至热沉温度；步骤D：等温磁化过程，在热沉温度下充磁，磁热模块回到初始状态；通过以上步骤，能实现“单次”磁制冷过程，获取极低温并大幅提升制冷冷量；并且通过四个步骤后制冷机复位，能重复上述过程继续工作；能满足深空探测，超导测量，极低温光谱，量子电子学等对极低温的要求，有效缓解氦资源紧缺诸问题，对基础研究和发展新型量子技术都具有重要的实际价值和战略意义。