本发明公开了基于梯级相变储热与底部冷凝的界面光热转化海水淡化装置，涉及高效海水淡化技术领域，特别涉及基于梯级相变储热与底部冷凝的界面光热转化海水淡化装置及方法。可有效利用蒸汽的凝结潜热，实现了海水的持续蒸发，工作效率高并且开始蒸发的启动响应时间短。包括盘管冷却式双层容器以及罩设在盘管冷却式双层容器上的透光绝热顶盖；所述盘管冷却式双层容器包括净水容器以及固定连接在净水容器中的海水容器；所述盘管冷却式双层容器包括还包括海水进水管，所述海水容器中设有界面蒸发及梯级相变储热单元。从整体上减少海水蒸发所需的能量，加速了光热界面的蒸发速度，延长了海水的蒸发时间，并且缩短了蒸发过程的启动响应时间。