本发明公开了一种多合缸空气透平机组，涉及压缩空气储能发电技术领域；其包括合缸组件、轴承箱组件、透平转子和用以承受整个机组的重量的整体基架，合缸组件包括至少两段合缸，每段合缸均配置有至少两个进气口和至少两个排气口，轴承箱体组件包括安装在合缸组件前端的前轴承箱、安装在合缸组件后端的后轴承箱以及位于相邻两段合缸之间的中间轴承箱，透平转子穿设在合缸组件内并通过联轴器与外部驱动装置连接，以进行扭转的传递；通过实施本技术方案，能够充分利用空气储能系统的多段压缩热量，提高机组的循环效率及经济性，同时减少气缸数量，减少轴封漏气，降低成本，并能减少电厂现场的安装时间和减小安装难度，具有很好的推广使用效果。