一种小型太阳能多级降膜蒸发回热式海水淡化装置，包括有前后依次串联起来的8个工作级；其中，第一工作级为集热结构，由至少1个第一集热单元并联而成，第二工作级至第七工作级各级的结构相同，为集热/蒸发/冷凝三位一体结构，每一工作级各包含1个第二集热单元；第一工作级至第七工作级通过控制各工作级的工作温度，实现蒸汽在非负压的条件下逐级降温冷凝；第八工作级为冷却结构，将蒸汽全部冷凝为淡水并收集储存。本发明采用中温中压水蒸气逐级降温回热、热管传热和重力型液滴降膜蒸发技术，将太阳能中温集热器、热管和降膜蒸发/冷凝装置合为一体，不需要任何动力装置，提高了热利用效率和制水率，降低了成本，适用于渔船、海岛和沙漠地区，具有较好的应用价值。