本实用新型涉及一种级联热脱附处理有机污染固废的装置，所述装置包括物料预热解析单元和级联解析单元；所述级联解析单元包括多个反向解析管；所述反向解析管包括第二加热外壳和套在所述第二加热外壳内的解析物料通道；所述解析物料通道内安装有物料推送绞龙；多个所述反向解析管的所述解析物料通道相互首尾串联在一起；所述级联解析单元的出料口安装有主燃烧器；所述物料预热解析单元的出料口与所述级联解析单元的进料口相连通。本实用新型大大节省了处理成本，且占用面积小，处理能力强，投资和运营成本低。