本发明提供一种打磨抛光装置，包括磨盘和毛刷体，磨盘设有打磨片，磨盘可围绕以一转动轴线转动，毛刷体的外周切面突出于打磨片，毛刷体可以围绕第一转动轴线且围绕第二转动轴线自转，其中，第二转动轴线与第一转动轴线相交，磨盘扫过的运动轨迹与毛刷体扫过的运动轨迹至少部分重叠。本发明提供的打磨抛光装置的磨盘在围绕第一转动轴线进行作业面打磨作业时，毛刷体可以同时对同一作业面上的细小缝隙和凹坑等缺陷进行抛光和清洁，以使作业面被处理的更加平整。此外，本发明还提供一种打磨抛光机器人。