本申请涉及热泵技术领域，公开一种多级空气源热泵烘干系统，包括多个制冷循环单元，多个蒸发器中均设置于室内。第一空气流路，一端与烘干区的回风口连通并设置为将第一路回风流经室内蒸发器后再流经多个冷凝器后送出；第二空气流路，一端与烘干区的回风口连通并设置为将第二路回风汇流入流经室内蒸发器后的第一路回风中；热回收单元的热量吸收部设置于多个蒸发器之前的第一空气流路中，热量释放部设置于多个蒸发器之后的第一空气流路中。通过多个制冷循环单元、回风的分流处理以及热回收单元的设置，实现完全内除湿烘干模式，并在满足除湿需求的同时，提高送风温度，能够满足粮食、蔬菜或水果等侧重除湿需求的烘干物料的需求。