本实用新型公开了一种平铺阵列式核燃料芯块表面缺陷检测装置，包括台面，安置于台面上的夹料翻转机构，横跨夹料翻转机构的检测移动机构，安置于检测移动机构上的线阵检测组件，位于所述夹料翻转机构的进料一侧的上料垫台，安置于上料垫台上的上料波形板，与上料波形板匹配的上料机构，位于所述夹料翻转机构的出料一侧的下料垫台，安置于下料垫台上的下料波形板，以及与下料波形板匹配的下料机构。本实用新型利用夹料翻转机构将芯块整盘摆放，通过检测移动机构控制线阵检测组件纵横向移动实现对整盘芯块一个侧面的检测，再通过夹料翻转机构将整盘芯块翻转进行另一个侧面的检测，从而避免了检测前后还需额外装盘的不便，有效提高了芯块的检测效率。