一种粗糙度同步检测的金属表面激光抛光装置，包括机器人，机器人上安装有粗糙度检测仪、激光头，机器人和粗糙度检测仪通过线路与计算机相连，激光头通过光纤与光纤激光器相连，光纤激光器通过线路与计算机相连，激光头和光纤激光器通过水路与水冷机相连；本实用新型将粗糙度检测仪与激光头集成到一个数控系统中，通过粗糙度检测仪测得抛光表面粗糙度，控制抛光的循环次数或选择合适的抛光工艺参数；在抛光过程中，金属材料表面在激光作用下实现重熔，形成微熔池，熔池内的熔融液体在表面张力和重力的多重作用下重新流动分配，经快速凝固后的材料表面波峰与波谷的高度差减小，使金属材料表面光洁度得到明显提高。