本发明公开了一种全层混合和等温层曝气自动切换的水质原位改善装置，包括从上至下依次连接的导流装置、上部上升筒、中部上升筒和下部上升筒；其中，导流装置的顶部设置有用于提供浮力的第一水密仓；中部上升筒的周向设置有若干用于提供浮力水密仓；下部上升筒的顶部周向设置有用于提供浮力第二水密仓，其中部周向设置有由第一气室、第二气室和第三气室组成的储气室，第二气室和第三气室之间设置有水封板，且水封板靠近第二水密仓一端的周向设置有若干通孔，下部上升筒的下部周向设置有曝气室，空气释放管的开口端设置在曝气室下端开口处，下部上升筒的下端与锚固墩相连接。本发明能实现基于运行条件控制的全层混合和等温层曝气功能的自动切换。