一种多层次结构微通道混合器，包括一块基板和一块封板，基板上设有左右对称布置于流体对撞混合腔的两侧的两个进样储液室、两个入口通道、两组流体分布通道网、两组工艺流体通道、一个流体对撞混合腔、一个流体强化混合通道和一个出口缓冲室。将两种待混合的流体分别输送至两个进样储液室，两种流体各自经进样储液室进入入口通道，经多级流体分布通道分布后进入工艺流体通道，流出工艺流体通道后形成两股相向撞击流，混合后在流体对撞混合腔内的折流挡板或内构件的作用下产生涡流或二次流，最终混合后的流体混合物经出口缓冲室流出混合器。本发明的多层次结构微通道混合器具有操作条件范围宽、混合效果好、传质系数高、压降小和能耗低的优点。