Destylacja wielostopniowa (destylacja wielokrotna) – rzadko stosowany proces destylacji, polegający na kilkakrotnym powtórzeniu destylacji równowagowej lub prostej. Prowadzony jest w ten sposób, że destylat lub frakcja z jednego stopnia są kierowane na kolejny stopień jako roztwór do destylacji (roztwór surowy, surówka). Są przenoszone do następnej kolby destylacyjnej lub kierowane do następnego kotła. Ułatwia to wyodrębnienie określonych związków z ich mieszanin.
Wielokrotne przenoszenie destylatu do kolejnych kotłów pozwala uzyskać końcowy destylat, który jest dużo bardziej wzbogacony w składnik bardziej lotny (np. B w układzie A+B), jednak jego ilość jest mała. Wydajność procesu jest tym mniejsza, im więcej zastosowano stopni destylacji, w celu uzyskania czystego produktu. Z każdego ze stopni jest odprowadzana ”ciecz wyczerpana”, w której zawartość składnika B zwiększa się ze stopnia na stopień.