本发明公开了一种集成化多元气体供应系统，涉及气体供应设备技术领域，包括：富氧压缩组件包括依次连接的第一过滤器、富氧压缩机、第一后处理单元和富氧储气罐；空气分离组件包括依次连接的第二过滤器、第一空气压缩机、第二后处理单元、膜分离组件和富氮储气罐，富氧气体回流至富氧压缩组件；空气压缩组件包括依次连接的第三过滤器、第二空气压缩机、第三后处理单元和压缩空气储气罐；富氧溢流阀，经第一后处理单元处理过的富氧成品气输至富氧储气罐或者通过富氧溢流阀溢流至压缩空气储气罐；富氮溢流阀，富氮气体输至富氮储气罐或者通过富氮溢流阀溢流至压缩空气储气罐。本申请可同时供应富氧、富氮气体和压缩空气，且能耗低，运行效率高。