雙層或多層濾料，即纖維球濾料選擇不同密度的濾料組合。在砂層上部放置粒徑較大，密度較小的輕質濾料．如無煙煤濾料、陶粒和塑料珠等，在砂層下部放置粒徑較小，密度較大的重質濾料，如磁鐵礦石、石榴石等。雖然各濾料層內部仍是粒徑從上到下逐漸變大，但從整體看，水流經過由大到小的顆粒層。濾料層數越多，愈趨近于理想濾池。
實踐表明，多層濾料濾池的含污能力比單層濾料濾池的含污能力提高2～3倍，過濾周期延長，濾速提高，出水水質好。但在實際應用中，多層濾池容易發生濾料混層和流失，纖維球濾料加工復雜，來源有限。因此，濾料層數一般不超過3。
