本发明公开了一种水泥基材料的微波预处理‑碳化养护一体机及养护方法。该一体机包括外壳、隔热夹层和内腔，所述内腔底部设置有导轨，所述内腔顶部设置有微波加热组件和红外温度热像采集器，所述内腔内部设置有温度传感器、湿度传感器和二氧化碳浓度传感器，所述内腔底部设置有引气风扇，引气风扇连通引气管道，所述引气管道连接送气风扇；所述引气管道道内设置有降温器和除湿器；所述外壳一端开凿有二氧化碳进气口，所述二氧化碳进气口内侧设置所述送气风扇和加热棒，所述加热棒内侧设置有加湿器。本发明中的一体机占用空间较小，通过微波预处理保障材料结构不容易被破坏，能够自动调节碳化养护的条件，提高碳化养护效果。