本发明公开了一种有机高分子薄膜表面改性装置及其改性方法，包括底座，所述底座的顶部设置有两个对称分布的第一固定架，两个所述第一固定架的内部均设置有卷筒，所述底座的顶部设置有两个对称分布的第二固定架，所述第二固定架的内部设置有对称分布的两个辊轮，所述底座的顶部靠近其中一个第二固定架的一侧设置有第三固定架，所述第三固定架的内部设置有两个对称调节件，两个所述调节件的一侧均活动连接有多个均匀分布的活动板，多个所述活动板远离调节件的一侧均设置有涂胶组件。本发明中，可以一次性连续完成薄膜材料的双面改性，不仅提高生产效率，而且由于双面同时改性，其改性质量的一致性也较好。