本发明公开了一种燃料电池膜电极组件的复合方法及其装置。该复合方法，通过机器视觉技术测定GDL偏角，催化剂层偏角，根据角度差值引导机械手对GDL旋转纠偏。纠偏完成后测定和计算GDL两条边缘的交点坐标距离GDL采图相机视野中心的X和Y向偏差，测定和计算催化剂层两条边缘的交点坐标距离催化剂层采图相机视野中心的X和Y向偏差，并结合两个相机的机械安装位置，计算出GDL与催化剂层的位置综合偏差，该综合偏差用于引导机械手将GDL与催化剂层精确复合。