本发明提供的一种高效波长分光式太阳能综合利用系统；其特征在于，所述系统包括波长分光装置、置于光路中波长分光装置前的小夹角聚光装置和后级的由两种或两种以上接收器组成的复合接收装置；所述小夹角聚光装置入射到每个波长分光装置的光线汇聚夹角小于等于90°，进一步优选为夹角小于等于60°；该太阳能综合利用系统能利用不同接收器对不同太阳光谱的响应特性高效地利用太阳光，在利用某些种类的光伏电池能够高效响应的太阳光部分频段的辐射进行光伏发电的同时，再利用太阳光其余频段的辐射进行光热发电，从而实现太阳能在全频段范围内的经济高效综合利用，另外还可以避免非响应或低效响应范围的辐射造成的光伏电池本身温度上升,也保证了在整个太阳辐射范围内的经济高效综合利用。