一种石油污染土壤处理装置包括基座、设置在基座上的支撑架体、土壤修复剂进料机构、石油污染土壤进料机构、加液机构、混料机构以及除尘机构；土壤修复剂进料机构包括土壤修复剂进料斗和皮带输送机，石油污染土壤进料机构包括设置在支撑架体上部的石油污染土壤进料斗、第一绞龙、第二绞龙以及副进料斗，混料机构包括设置在支撑架体上部并位于皮带输送机出料端正下方的主进料斗、第一卧式双轴搅拌机和设置在第一卧式双轴搅拌机下方的第二卧式双轴搅拌机。本装置结构相对简单，使用方便，能够对被石油污染的土壤进行充分的净化处理，降低人力成本，降低人员的工作强度，使得被石油污染的土壤能够得到快速有效的处理。