本发明提出一种低温分级提油装置与提油方法，装置包括一级冷却器、破碎机、固液分离器、二级冷却器和流体分离器，破碎机的进料口与一级冷却器的出料口相连；固液分离器的进料口与破碎机的出料口相连，固液分离器的第二出料口连接渣仓；二级冷却器的进料口与固液分离器的第一出料口相连；流体分离器的进料口与二级冷却器的出料口相连，流体分离器的出料口设有若干个，以将不同密度的油质从不同的出料口排出。本发明通过分级降温逐级将不同凝固点的液态物质进行分离，并辅助破碎处理，提高分离效果，不会对环境造成污染。低温分级可避免水和油分在汽化过程中消耗大量蒸发潜热的能量，因此整体装置的能源消耗量较少。