本发明公开了一种分层混合充氧水质改善装置，包括垂直安装在水中的上升筒、曝气室、储气室、空气释放管、导流板、穿孔板、微孔曝气器、无动力自动切换装置、锚固墩。曝气室和储气室安装在水库的中部位置；在接近水库底部设置微孔曝气器，将全层混合充氧和等温层混合充氧两大功能有机集成在一起；将用于调节装置高度的伸缩筒设置在曝气室和微孔曝气器之间，提高了整个装置的稳定性。通过对多功能扬水曝气器的改进，分层混合充氧水质改善装置可根据水库水质改善需求，分别进行全层混合充氧和等温层混合充氧，以更低的能耗解决水库水质污染问题，实现了两大功能以及水质改善效益和经济效益的有机统一。