本发明公开了一种热解气尾气处理二燃室装置及热解气尾气处理方法。一种热解气尾气处理二燃室装置，其包括次燃室、主燃室、排放机构、控制器；次燃室用于对热解气尾气的一次燃烧，其内部安装有用于采集次燃室的室内温度的温度传感器一；主燃室用于对热解气尾气的二次燃烧；排放机构包括用于检测排放管道内气体温度的温度传感器二、用于将二次燃烧后的气体排放到空气中的排放管道、用于检测二次燃烧后的气体压力的压力传感器、用于检测二次燃烧后的气体中的氧含量的氧气含量检测器。通过控制器接收并处理检测信号，调节一次燃烧、二次燃烧的温度和气体输送量，使得热解气尾气在最适宜的温度条件下与空气充分混合燃烧，从而达到理想的处理效果。