本发明公开了一种海水淡化装置，包括：干燥剂除湿转轮、太阳能集热器、换热器、三个叉流热交换器和三个蒸发冷却器。所述的干燥剂除湿转轮包括除湿区和再生区，处理空气依次通过转轮除湿区、第三叉流换热器、第二叉流换热器和第二蒸发冷却器，制得冷冻水。再生空气依次通过第三蒸发冷却器、第三叉流换热器、第一叉流换热器、太阳能集热器、转轮再生区、第一叉流换热器和第一蒸发冷却器，最后达到饱和状态的再生空气与处理空气侧制得的冷冻水在换热器中进行热交换，其中的水蒸气凝结为淡水从淡水管中流出。本发明降低了电力消耗，提高了太阳能利用率，提高了海水淡化效率，便于大规模使用。