一种具有潮汐特性的多级自由跌水湿地单元及污水处理系统，多级自由跌水湿地单元包括多级自由跌水湿地，相邻自由跌水湿地设有自由跌水高度落差，各自由跌水湿地均设有溢水口和排水孔，各自由跌水湿地的排水孔位于溢水口下方，上级自由跌水湿地的蓄水量高于溢水口时水流自溢水口和排水孔流向下级自由跌水湿地，上级自由跌水湿地的蓄水量低于溢水口时水流自排水孔流向下级自由跌水湿地；污水处理系统包括分流控制装置和两个以上多级自由跌水湿地单元，由分流控制装置控制向各个多级自由跌水湿地单元间歇供应污水。该多级自由跌水湿地单元及污水处理系统同时具备跌水水体充氧和潮汐湿地基质充氧两种功能，污水处理效率高、经济环保。