本发明一种以热气体为热源的化学链空气技术制备氧气的装置及方法，属于化学链技术及空气分离制备氧气领域，包括第一固定床、第二固定床、余热锅炉、冷凝器、储气柜、第一换向阀、第二换向阀和第三换向阀；其中固定床内设置有管道，可通工业烟气作为热源；本装置停止运行后多余的蒸汽并入蒸汽管网或带动汽轮机发电；出固定床的水蒸气和氧气混合气体与冷空气在冷凝器中进行热交换，可提高固定床气体进口温度，并冷凝水蒸气得到高纯氧；贫氧空气与工业烟气一起通入余热锅炉产生蒸汽，形成循环系统；冷凝器冷却水温度在60℃~80℃左右，经除氧后作为余热锅炉的补水，实现了水资源的循环使用。