本发明公开了一种海水高效淡化和综合利用的方法，取原海水进行预处理，经过微滤和/或超滤装置过滤得到预处理后的海水，向预处理后的海水中加入阻垢剂，加压进入一级纳滤装置，一级纳滤产水调节pH值至3～7加压进入二级纳滤装置，将一级纳滤的浓水与二级纳滤的浓水混合，加入沉淀剂与浓水混合液中的SO42‑反应生成硫酸钙沉淀，反应后的母液中继续加入石灰乳液与母液中的Mg2+反应生成氢氧化镁沉淀，剩余母液调节pH值至7～8，通过多效蒸发生产氯化钠和氯化钙，调节二级纳滤产水的pH值至6.5～7.8，加压进入反渗透海水淡化装置。本发明采用海水分级预处理工艺，充分利用各种浓水的成分差异，把海水淡化和化工技术相结合，提高了淡水产量和海水的利用率。