本实用新型涉及尾气处理技术领域，公开了一种臭氧催化分解装置，包括壳体和连接在壳体上部的上顶盖，设置在壳体内部的催化室、换热器、加热器和热电偶，设置在壳体外部的温控装置，以及设置在壳体下部的进口和出口。催化室设置在壳体内的上部，设置在壳体内下部的换热器与催化室连接。热电偶穿过上顶盖伸入催化室内部空间，加热器穿过上顶盖伸入壳体内的催化室外部空间。出口与换热器的换热管下部连通。本实用新型通过加装换热器，回收废热，并对结构进行一体化优化，解决了现有技术中臭氧尾气处理不彻底、对尾气热量没有进行回收的缺陷，本实用新型设计的臭氧催化分解装置做到了尾气处理效果好、能耗低。