本发明提出了一种膜电极一体化热转印分切设备及其热转印分切工艺，涉及膜电极生产设备技术领域，包括放料装置、热辐射加固装置、热转印装置、分切装置和收料装置，热转印装置包括热转印刀座、上电磁加热辊、下电磁加热辊和转印压力调节机构，收料装置包括第一料带衬膜收卷轴、上层高温布收卷轴、第二料带衬膜收卷轴、第一成品收卷轴、第二成品收卷轴，保护膜收卷轴和下层高温布收卷轴，本发明实现了对阳极催化剂层的热转印工作，有效减少了质子交换膜喷涂催化剂层后的溶胀现象，保证了阳极催化剂层与质子交换膜的复合效果，提高了膜电极的生产效率以及膜电极成品的良品率。