本实用新型公开了一种激光热处理加工装置，涉及激光热处理技术领域，包括操作台，所述操作台的顶部开设有滑槽，所述滑槽内壁的两侧均滑动连接有夹头机构，所述滑槽内壁的中部滑动连接有中块，所述中块的中部活动穿插有双头丝杆，所述双头丝杆的另一端均固定连接有手轮，所述操作台背面的顶部固定连接有液压伸缩杆，所述液压伸缩杆的正面固定连接有激光发射器，所述夹头机构包括滑动支架，所述滑动支架的内壁转动连接有转筒，所述转筒靠近激光发射器一端的正面和背面均固定连接有夹牙。该装置能够在夹持完成后，可以在不拆卸的情况下，继续调节工件与激光发射器的相对位置，方便操作人员的二次加工，进而提高了加工效率。