本发明公开了一种海水泥沙自动分级过滤设备及其使用方法，包括箱体，所述箱体的内部自上而下依次设置有粗滤格栅板、初级过滤装置、二级过滤装置和三级过滤装置，所述箱体的顶部固定连接有进水管，所述三级过滤装置的底部固定连接有排水管，所述排水管的端部固定安装有水泵。本方案过利用压力传感器或流速传感器对过滤过程中的流动状况进行监测，并利用控制器自动对一号三通阀门、二号三通阀门和三号三通阀门的通道转换进行控制，从而能够利用一号分支管、二号分支管和三号分支管进行越级输送，使得该过滤设备能够不间断进行运作，可以在不停机状态下更换过滤网或过滤膜，并且能够在单级过滤装置阻塞时自动进行通道转换。