一种多层多腔垃圾热解气化炉及其应用垃圾成套处理系统，该热解气化炉包括外壁设置有保温层以及内壁设置有耐火层的炉体，炉体的上部设置有进料口，炉体的下部设置有出渣口，炉体的上部设置有高温烟气出口；炉体内包括有炉内燃烧炉和热解腔，以及设置在热解腔中的吸烟管、预热腔和辐射腔，热解腔设置在炉体内腔的上部，且位于进料口的下方，热解腔依次通过吸烟管和预热腔与炉内燃烧炉相连通，炉内燃烧炉通过辐射腔与高温烟气出口相连通。利用本实用新型可提高燃烧前烟气的温度，使烟气更容易燃烧且燃烧更加稳定，提高热解气化程度，提高炉子工作效率，提高热能循环利用率，燃烧产生的高温烟气再经过余热蒸汽锅炉用来发电自给自足，达到节能环保的效果。