本实用新型涉及微波应用技术领域，尤其是一种微波样品处理装置，包括大容量微波灰化炉和尾气净化系统，大容量微波灰化炉连接尾气净化系统：大容量微波灰化炉包括箱体，箱体内设有炉腔，炉腔内设有灰化容器，炉腔的侧壁设有可变频控制的微波源；箱体内设有用于控制炉腔内部温度的控温系统：炉腔的底部还设有用于放置灰化容器的陶瓷纤维板，陶瓷纤维板的顶面上设有放置槽，放置槽内设有辅热组件；炉腔的顶部设有气路管道，气路管道远离炉腔的一端连接尾气净化系统；尾气净化系统包括风机和多个用于净化尾气的净化单元。本实用新型解决传统方式耗时、低效、污染的问题，值得推广。