本成果涉及一种气气高温换热器，包括壳体，连接于壳体上的管板、低温气体进口与出口、高温气体进口与出口。其中，换热器分为第一换热区和第二换热区。第一换热区中两侧气体流向为交叉流，低温气体在管内流动，管内设置插件，管外设置翅片，强化传热的同时可以起到降低第二换热区管壁温度的作用。第二换热区中两侧气体流向为逆流，换热管具有套管结构，高温气体在芯管内流动，低温气体在芯管与外管之间的环形区域内流动，芯管内设置插件，环形区域内设置前疏后密型翅片，可以显著降低不同温度区域中芯管的壁面温度。高温气体从第一换热区的一侧流入换热器，依次通过第一换热区和第二换热区，将热量传递给低温气体。本发明可实现热量的高效梯级利用，显著提高换热器的换热效率和降低换热器的壁温，可应用于高温环境。