本发明公开了一种盐差能分级发电系统，包括：多个渗透装置串联形成的多级渗透装置，其中，每个渗透装置包括由多个渗透膜元件并联而成用以将不同浓度的溶液分成高浓度侧和低浓度侧的渗透级；多个水轮机，其中每个渗透装置的高浓度侧对应一个水轮机，且各水轮机同轴连接，用以驱动发电机工作；在渗透级的高浓度侧和低浓度侧分别通入高浓度溶液和低浓度溶液后，渗透级可将渗透压差转变成高浓度侧流体静压，并利用在各渗透级施加的相应大小的背压，即可驱动各水轮机转动进而驱动发电机工作。本发明还公开了一种盐差能分级发电方法。本发明通过对不同的级施加不同的背压，使得系统输出功更接近最大值，提高了膜的功率密度。同时，渗透膜得到了比较充分的利用。