本发明涉及碳纤维加工技术领域，尤其涉及一种温度场均匀的碳纤维预氧化炉，包括：走丝通道，两端均设置回风腔，中间段设置入风口；原丝沿走丝通道的长度方向穿过；分配器，设置在走丝通道内的入风口处；分配器包括两个对称设置的分配组件，每个分配组件包括垂直分配腔以及端部分配腔；垂直分配腔对从入风口进入的部分气流进行向上和向下转向，两个端部分配腔对从入风口进入的其余气流进行向走丝通道两端的转向；两个回风系统，分别设置在走丝通道两侧，分别收集走丝通道两端的回风腔的气流，并分别将气流运送向两个入风口；回风系统内设置加热器。本发明的一种温度场均匀的碳纤维预氧化炉，能够保持炉内的温度场均匀，提升原丝的预氧化效果。