本发明提供的一种热空气多级加热的海水淡化装置，是根据用热空气鼓入海水加热并搅动海水，加速热空气与海水液面两相间的相对运动，在常压下蒸发海水和冷凝收集淡水的理念设计而成的。它有一条依次在多级海水蒸发罐中加热蒸发海水、冷凝淡水的热空气流动通道，和一条各级海水蒸发罐共用的淡水流出通道。在第一级海水蒸发罐底部还有一个排出固态海盐的海盐排出阀。实现海水蒸发和淡水冷凝的是各级海水蒸发罐的冷凝管。本发明能利用太阳能、核能及工业余热作热源。为本发明配置一套加热空气的槽式太阳能光热系统，形成空气在槽式太阳能光热系统加热，在海水淡化装置放热的封闭循环回路。这就成了一座太阳能海水淡化厂。