本发明涉及电解水制氢技术领域，尤其涉及一种具有多级分离纯化系统的电解水制氢装置，包括：电解池；一级汽水分离器；除氧器；一级冷凝器；二级汽水分离器；二级冷凝器；三级汽水分离器；干燥器；检测模块；数据分析模块；本发明中所述数据分析模块根据检测模块测得的氢气的纯度判定针对氢气的制备是否符合预设标准，并在判定针对氢气的制备不符合预设标准时根据所述检测模块测得的氧气含量对所述氢气的制备是否符合预设标准进行二次判定，或，根据所述纯度确定针对氢气的制备不符合预设标准的原因，提高了对氢气制备过程的控制精度，保证了氢气的纯度，在保证氢气的制备纯度的同时，提高了氢气的制备效率。