本实用新型公开了一种含油废水高温循环催化炉，包括炉体、与炉体连接的液体控制管路和气体控制管路，炉体上设有进口和出口，炉体内上下排布有多层催化氧化层，催化氧化层将炉体内部分隔成多个反应区，至少一个反应区内设有预加热装置，含油废水和外部空气分别通过液体控制管路和气体控制管路由进口通入炉体，含油废水受高温转化为高浓气态与空气层层向上流动，经多层催化氧化层逐步从大分子分解成小分子并从出口排出，进口与出口之间设有热流循环管路。本实用新型较传统处理方式不同，将含油废水高温转化成高浓气态与空气一起在催化炉内反应，可循环多次分解处理，处理后的无害气体排放，具有成本低、步骤简单、处理效率高并可推广使用的优点。