本发明公开了一种基于多级多路径控制的无线传感器电源管理系统和方法，包括顺次连接的防反接模块、低压保护模块、电源路径控制模块、节能控制和电池电压检测模块；防反接模块用于防止反接，低压保护模块用于进行最低输入电压控制；电源路径控制模块用于进行电源电压稳定和调节控制，使输出电压稳定在规定值范围内；节能控制和电池电压检测模块中直通供电电路用于为无线传感器的微控制器MCU供电，可控供电电路可分别用于为通信电路、测量电路和电池电量检测电路供电。本发明能够达到能够兼容多种电池(如锂电池、锂亚电池、干电池、铅酸电池等)供电，从而充分利用电池电能之目的。