本发明公开了一种低氮分级燃烧器及分级控制方法，涉及燃烧器技术领域，包括轴向连接的第一壳体和第二壳体，第一壳体与第二壳体之间内接混合筒体，主燃气通道依次贯穿第一壳体和混合筒体并插入第二壳体内；第一壳体内设有烟雾室，第二壳体内设有点燃室，混合筒体内设有空气管道，空气管道连通外界空气与点燃室和主燃气通道，混合筒体外设有预热管道，预热管道连通烟雾室与点燃室。本发明通过将空气与燃气进行多级混合，提高了燃气利用率，提高火焰燃烧程度。通过利用预热管道和空气管道使烟气预热空气，保证在低温情况下空气与燃气充分混合。通过程序化控制第一阀门和第二阀门的开度，保证了对气体流速控制的同时达到燃气及空气的分级控制要求。