本发明公开一种激光强化加工装置，包括激光发生器、光学组件、第一运动组件、第二运动组件、第三运动组件以及密封箱体，第一运动组件位于密封箱体外部能够带动光学组件沿Z轴往复运动，保证待加工工件不同区域的表面与聚焦后激光光束出射点之间距离的恒定，第三运动组件位于密封箱体内，加工环境适宜，第三运动组件能够带动待加工工件绕平行于X轴和Z轴的轴线转动，从而实现待加工工件自身角度补偿，进而顺利完成复杂曲面零部件表面加工，第二运动组件位于密封箱体外部的上部或下部能够带动第一运动组件或密封箱体在垂直于Z轴的平面内运动，保证待加工工件表面不同区域的顺利加工，提高较高输出特性的激光束强化加工质量。