本发明公开了一种聚酯树脂合成装置及其合成方法，合成装置包括反应釜、填料塔、冷凝装置和抽真空装置，所述冷凝装置包括用于对填料塔顶端导出物进行一次冷凝的第一冷凝机构和用于对第一冷凝机构导出物进行二次冷凝的第二冷凝机构，所述填料塔上设有逐级测温结构。采用提前自动控制的方法，避免顶温的波动，原材料中醇损失较小，产品稳定性高，升温过程中无需回流，能耗明显降低。