本实用新型一种碳纤维增强热塑性树脂基复合材料制备装置，所述装置包括：底座和烘干箱，所述烘干箱设置于所述底座的顶部，所述烘干箱包括多个烘干单元，所述烘干单元的内部设置有烘干架，烘干架用于承托碳纤维，所述烘干架的底部设置有加热器，所述底座的内部设置有惰性气体容置罐，所述惰性气体容置罐通过第一连接管与所述烘干单元的内部相连通，第一连接管上设置有电磁阀，所述装置还设置有抽真空泵，所述抽真空泵通过第二连接管与所述烘干单元的内部相连通。本申请制备的碳纤维增强热塑性树脂基复合材料能够限制提高碳纤维和树脂基材料之间的界面结合强度，显示增强复合材料的强度、韧性、耐热等级和抗湿热老化性能。