本实用新型提供一种全自动水质COD分析装置，包括机架、样品栏、样品加热模块及带动其平移的第一移动驱动机构、冷凝回流单元及带动其升降的第一升降驱动机构、XYZ轴机械手、多个独立供液单元和滴定检测单元。XYZ轴机械手先将样品杯从样品栏转移至样品加热模块，第一移动驱动机构和第一升降驱动机构实现冷凝回流单元与样品杯的无缝对接，完成加热消解后，XYZ轴机械手将样品杯转移至滴定检测单元进行滴定分析；实现检测全流程的自动化，可实现大量样品的无人值守测试，并避免了人工的误差，保证了测试数据的稳定性和精准度，提升了实验效率。