本发明公开了一种基于多相CO2介质的多侧层位式地热强化开采方法,从地面向干热岩储层钻设竖井,并在竖井内依次形成蓄热池、第一水平钻井组、第二水平钻井组和第三水平钻井组,并布设多相态CO2地热开采系统;利用液态CO2注入地热层时受热后相变膨胀致裂原理增加体积改造范围,并且在相变致裂的同时,使CO2气体变成处于超临界状态的CO2流体,在致裂完成后超临界状态的CO2流体与地热层换热后,根据其羽流特性集中汇聚在事先形成的蓄热池中,最后超临界状态的CO2流体进入换热器内进行换热降温,使其提取的热量用于发电装置进行发电;从而有效保证了地热资源开采后的换热效率,提高了地热资源的整体开采效率。