本发明公开了多级气瓶结构及充气上浮装置，多级气瓶结构包括多个气瓶组、多个电爆阀；每个气瓶组由至少一个气瓶构成；多个电爆阀分别用于多个气瓶组的控制；充气上浮装置包括多级气瓶结构、环形气囊、充气管路、舱段壳体，多级气瓶结构中的多个电爆阀的气体输出端分别并联在充气管路上，并将气体输送至环形气囊；多级气瓶结构和环形气囊均安装在舱段壳体内部，环形气囊在充气膨胀后凸出舱段壳体并为充气上浮装置提供浮力。本发明中，多个由至少一个气瓶构成的气瓶组，通过多个电爆阀进行控制，可以实现不同气量的充气要求，具有较高的最大上浮深度指标和较宽的适应深度范围；环形气囊与舱段壳体的组合式设计，有效提高了空间利用率。