本发明公开了一种利用回转窑微波热解污泥装置及方法。装置主要包括微波发生器、热解回转窑、桨叶干燥机、旋风分离器、冷凝器和产物收集装置。预热烘干过的污泥在热解回转窑中进行微波热解；得到的残炭和湿污泥一起进入桨叶干燥机中混合，残炭的添加比例通过三通阀控制；高温的热解气体也导入桨叶干燥机，对湿污泥加热干燥；之后通过后续装置对热解产物进行分离、收集。本装置及方法利用微波加热速率快，能量利用率高的特点，连续迅速热解污泥，生成的油、气和固态产物均可再被利用，并且回收热解产物的热量用于预热烘干湿污泥，提高了能源利用效率，为微波处理污泥提供了一种可连续运行的大容量反应设备，具有较好的应用前景。