本实用新型涉及材料处理技术领域，公开了一种碳纤维表面改性装置，包括处理室、贯穿穿过所述处理室的输送组件以及控制组件；所述处理室包括喷淋部和烘干部，所述喷淋部的内顶部配置有多个沿着输送方向设置的喷淋头，所述喷淋部的内底部配置有集液槽，所述烘干部的内底部配置有加热组件，所述烘干部的内顶部配置有出气口；所述加热组件和所述喷淋头均与所述控制组件连接。本申请通过在处理室中同时设置喷淋部和烘干部，实现了对碳纤维的表面处理以及烘干过程，减少了操作工序，节约了时间。集液槽用以装接喷淋头/输送带上滴落的液体，可避免造成后续清理的麻烦。