本发明公开了一种多级降温循环冷冻结晶系统。该多级降温循环冷冻结晶系统包括冷冻换热器、冷冻出料罐、冷冻循环泵、冷冻晶浆泵、第一旋风分离器、冷冻养晶罐、冷冻出料泵、第二旋风分离器、冷冻离心缓冲罐以及冷冻离心机；所述冷冻换热器的数量为至少两个且多个所述冷冻换热器并联设置，所述冷冻换热器与所述冷冻出料罐连通，所述冷冻出料罐、所述冷冻晶浆泵、所述第一旋风分离器、所述冷冻养晶罐、所述冷冻出料泵、所述第二旋风分离器、所述冷冻离心缓冲罐以及所述冷冻离心机依次顺序连通；所述冷冻出料罐还通过所述冷冻循环泵与各个所述冷冻换热器连通。该多级降温循环冷冻结晶系统实现了冷冻结晶的高效稳定长时间运行，同时保证了结晶盐的纯度及资源化率。