本发明公开了一种煤多段分级热解装置及热解工艺，属于煤化工领域，该装置包括干馏第一段、干馏第二段和干馏第三段，其中：干馏第一段使用来自干馏第三段的热煤气对原煤干燥；干馏第二段和干馏第三段分别使用来自加热炉的不同温度的热煤气对干煤进行加热，分别得到焦油和烷烃类挥发分；干馏第三段下方设置有冷渣器，冷渣器与换热器换热，冷却半焦并加热煤气；干馏第一段和干馏第二段的出口依次连接煤气净化系统、换热器和加热炉；煤气经除尘、净化冷却后送至加热炉部分燃烧，部分加热生成高温煤气，为干馏第二段和干馏第三段提供不同温度的热煤气。本发明热解原料的适用性广，热解产品的收率高、品质优，系统热效率高。