一种多级城市面源污染净化处理槽，所述净化处理槽包括预沉降池、多级雨水净化池和复合介质型人工湿地；所述预沉降池包括蓄水池、沉砂井、太阳能光催化系统、内连进水管和第一进水阀门；所述预沉降池与多级雨水净化池连接，所述多级雨水净化池与复合介质型人工湿地连接；所述蓄水池设置于预沉降池内部，所述沉砂井设置于预沉降池的内底面，所述太阳能光催化系统设置于预沉降池的外表面，所述内连进水管设置于预沉降池上；所述预沉降池与多级雨水净化池之间设有第一进水阀门。本发明结合复合介质型人工湿地，具备更好的污染物去除效果。人工湿地所包含的介质、植物、微生物等净水材料均取自大自然，且来源广泛，无二次污染问题。