本发明涉及一种农田径流三级处理生态沟，包括横断面为矩形的沟体，沟体内设有快速沉砂区、水生植物区和滤料处理区；水生植物区设置在快速沉砂区后方，滤料处理区设置在水生植物区的后方或者下方；沟体的前端设置有进水口，沟体的末端设置有回水管。本发明还涉及一种农田径流三级处理生态循环系统，包括农田和一种农田径流三级处理生态沟，农田径流通过进水口流入生态沟，经过生态沟的快速沉砂区、水生植物区和滤料处理区三级处理后又通过回水管回流到农田中。本发明的生态沟能够对农田径流进行多过程、多层次的净化处理；本发明的生态循环系统能够实现农田径流的多过程净化和循环再利用，构成“农田‑生态沟‑农田”的生态循环系统。