本申请提供了一种用于低温液化气体储罐的装配式叠合穹顶结构及其施工方法。装配式叠合穹顶结构包括从下至上依次叠合设置的顶梁框架、中间混凝土浇筑层、预制混凝土叠合板和表层混凝土浇筑层，所述顶梁框架、中间混凝土浇筑层、预制混凝土叠合板和表层混凝土浇筑层的顶表面和底表面均为球面。本申请降低了设计与施工难度，具有高效、环保、高质量的特点，能够提高工程效率、降低环境污染，并提高建筑质量，为提升低温储罐大跨度穹顶受力性能、大幅缩短工期提供了可能。