本实用新型公开了一种聚丙烯腈基碳纤维激光预氧化装置，采用2μm～5μm波段或9μm～11μm波段的红外激光加热，该装置能够精准调控聚丙烯腈纤维丝束预氧化加热温度曲线和加热区域，实时监测聚丙烯腈纤维丝束预氧化的程度和状态；该聚丙烯腈基碳纤维激光预氧化装置包括展丝模块(1)、预氧化装置机体(2)、补气模块(3)、激光模组(4)、尾气回收模块(5)、红外测温模组(6)、图像监测模块(7)、控制模块(8)和上位机(9)。该装置具有能量利用率高、设备体积小，加热区域和加热温度曲线可以精准控制等优点。