本发明涉及一种污染土壤分级双通道修复设备，包括进料装置、多级筛分装置、修复装置、卸料装置和废气回收装置；进料装置用于将污染土壤输送至所述多级筛分装置；多级筛分装置中设置有多级筛分孔径，用于根据土壤污染梯度选择土壤粒径筛分；修复装置接收多级筛分装置筛分后的土壤，并根据土壤粒径和污染种类选择药剂种类、浓度，并确定修复工艺，进行淋洗或热脱附修复；卸料装置用于将修复装置修复后的土壤进行卸料，或送返高浓度污染土壤进行间歇循环修复。与现有技术相比，本发明实现了快速、高效、节能、均匀，充分修复污染土壤的目的，尤其对低渗透性土壤、不同污染物梯度混合土壤，采用不同药剂组合使用有明显效果。