本发明涉及一种多级木糖醇母液的结晶系统，包括一次母液暂存罐、第一脱色罐、第一离子交换柱、第一蒸发结晶罐、第一离心机、第二脱色罐、第二离子交换柱、膜分离柱、第二蒸发结晶罐、第二离心机、第三脱色罐、第三离子交换柱以及木糖醇蒸发前罐。本发明还公开使用该系统的进行多级木糖醇母液结晶的方法。一次母液依次经过处理后分别得到二晶糖和二次母液，二晶糖经过处理后输送到木糖醇蒸发前罐中被再利用，二次母液经过处理后分别得到三晶糖和三次母液，三晶糖经过处理后也输送到木糖醇蒸发前罐中被再利用。本发明降低木糖醇母液中的胶体数量，提高多级木糖醇母液的结晶产量，提高多级木糖醇母液结晶效果。