本发明涉及一种层级存储系统的数据处理方法及装置，使用计数器记录每个被查询的键值的访问热度，使用数据过滤器记录每个被查询的键值的层级，键值数据所在层级越低则访问速度越慢；在存储系统对两个数据层执行数据合并操作时，识别有效热键值，并将有效热键值通过临时存储文件保留在当前层，再通过热键值迁移操作，将临时存储文件逆向合并，上升至高层级数据层中存储，访问越频繁的键值会被存储到越上层，从而减少热键值数据的查找延时。与现有技术相比，本发明通过有效热键值识别进行了热键数据的向上合并，不仅提高了日志合并树的整体查找性能，而且增强了日志合并树对负载的适应性。