本发明提供了一种海面石油油污收集装置，包括回收主体、漂浮机构和围油栏机构；其中，回收主体内部设置有排水室、油水混合室、第一级储油室、围油栏存储室、气泵室及第二级储油室，排水室和第一级储油室分别位于油水混合室两侧设置，排水室与油水混合室之间通过亲水疏油膜层隔开，第一级储油室与油水混合室之间通过亲油疏水膜层隔开；围油栏存储室位于第一级储油室和第二级储油室之间设置，第一级储油室和第二级储油室之间通过管道连通，气泵室与围油栏存储室并列设置；排水室内设置有用于向外排水的排水组件；气泵室内设置有气泵；回收主体的一侧侧壁顶部开设有与油水混合室内部连通的进水口。