本发明公开了一种烟气热能梯级利用的冷热水电四联供系统，它包括燃气轮机发电机组、复合热源型双效溴化锂系统、海水淡化蒸发器、一级预热器、二级预热器、低位水箱。燃气轮机的排气出口与海水淡化蒸发器的烟气进口连接；蒸发器的烟气出口通过管道穿过溴化锂机组的高压发生器并连接该机组的烟气出口，蒸发器的水蒸汽出口分成两条管路:一条管路穿过溴化锂机组的低压发生器，另一条管路穿过复合热源型双效溴化锂系统的换热器一与低位水箱连通；溴化锂机组的凝结水出口连接低位水箱，烟气出口通过管道穿过二级预热器后排向环境。本发明具有烟气余热回收利用率高、装置能量利用率高、适应于不同工况下运行、冷热电负荷之间容易匹配等优点。