本发明公开了一种污泥深度脱水装置，包括电机、前段脱水装置和后段脱水装置，所述的前段脱水装置包括第一转鼓和螺旋推送器，在电机与第一转鼓、螺旋推送器之间设有第一差速器，螺旋推送器位于第一转鼓内，第一转鼓内设有第一排水口，前段脱水装置与后段脱水装置之间设有第二差速器，后段脱水装置包括第二转鼓和螺旋压滤器，所述的螺旋压滤器位于第二转鼓内，在第一转鼓和第二转鼓之间设有污泥输送机构，在螺旋压滤器上设有过滤层和排水通道，排水通道通过过滤层与第二转鼓相连通。采用本发明，前段脱水装置主要通过离心的方式滤除污水中的水分，后段脱水装置采用离心及压滤的方式对污水进一步处理，可连续运行、生产效率高、脱水后含水率低。