本发明公开了一种双循环控温搅拌摩擦焊接装置，属于搅拌摩擦焊接领域。包括搅拌头及用于装夹待焊材料的固定底板；所述固定底板内设有与其上表面贯通的下循环控温腔，所述下循环控温腔顶部用于放置待焊材料，以对所述待焊材料的下表面进行温度调节；所述固定底板上方设有上循环控温腔，以对所述待焊材料的上表面进行温度调节；所述上循环控温腔及下循环控温腔内用于存储流体控温媒介。本发明公开的上述焊接装置焊接时，通过分区循环控温调节，可使流体控温媒介与待焊材料上、下表面直接接触，进而实现热量的及时、高效传输，极大程度上减缓搅拌摩擦焊对于焊缝处温度过高造成的焊缝强度损失的问题，同时还可以实现待焊材料上、下表面的单独控温。