本发明公开一种具有两级燃烧器的高温熔盐炉,该高温熔盐炉包括炉体，以及设置在炉体内部的外盘管、内盘管、一级燃烧器和二级燃烧器；外盘管、内盘管内充满熔盐，一级燃烧器位于底座中心位置，二级燃烧器位于炉体上部的1/4范围内，且不少于两个，沿径向均匀对称布置；二级燃烧器为套管结构，二级燃烧器包括面朝内盘管内部的主喷孔，以及位于外盘管、内盘管之间的夹层喷孔和抽吸孔。通过二级燃烧器的引入，以及夹层喷孔和抽吸孔，可实现高温烟气的充分燃烧，提高燃烧效率的同时，可减少高温氮氧化物生成，由于二级燃烧器的调节作用，使得熔盐盘管内熔盐温度可控，避免出现局部高温，从而实现熔盐炉出口熔盐温度在590℃以上。