本发明涉及烟气吸附净化技术领域并公开了一种冷却低温吸附组合式净化装置，所述冷却低温吸附组合式净化装置包括塔体，塔体具有进气口和排气口，塔体内具有在塔体的径向上且从内向外的方向上依次分布的进气腔、通气腔和吸附腔，进气腔与进气口连通，进气腔内设有用于冷却烟气的冷却组件，吸附腔内具有吸附剂，用于将冷却后的烟气在零下温区吸附净化为洁净烟气，排气口用于排出洁净烟气，通气腔的横截面积沿从上向下的方向逐渐减小。本发明在单个塔器内进行烟气低温吸附净化，以减少烟气净化作业所需塔器的占地面积，降低建造成本，且减少冷却后的烟气的输送距离，提高烟气脱除效率，避免管路输送过程中烟气冷量损失的问题，提高脱除效果。