本申请涉及一种人造黑色素光热膜海水淡化装置，包括：太阳能吸收器、轻质隔热板、输水纤维、海水容器、以及密封的可透光淡水收集容器；所述太阳能吸收器为单面或双面涂覆有黑色素材料层的纤维素膜，并设置于轻质隔热板上；所述轻质隔热板设于海水容器端口处；所述输水纤维置于海水容器内，其一端穿过所述轻质隔热板连接纤维素膜，其另一端置于海水内；输水纤维用来利用毛细作用将海水输送到纤维素膜；海水容器置于可透光淡水收集容器内，其可以将光热转换效率极高的人造黑色素材料用于海水淡化中，以显著提高太阳能的利用率。