一种基于冷热循环原理消除工件残余应力的应力均化装置，它包括综合控制箱，制冷箱体，加热箱体，运动机构和总体支撑结构；与综合控制箱通过数据线连接的器件包括制冷箱体的低温温度传感器、液压控制系统、液氮制冷系统、加热箱体的高温温度传感器、液压控制系统、电阻丝加热管、运动机构的水平方向运动牵引电机、竖直方向运动牵引电机、两个行程限位开关以及总体支撑结构上的两个行程限位开关；制冷箱体和加热箱体的底部分别通过地脚螺栓和地面连接；运动机构通过齿轮与总体支撑结构中带有齿条的导轨啮合运动，并通过四个脚轮与带有限位槽的运动辅助导轨接触和支撑；总体支撑结构的龙门支架底部与地面固接。本发明在工业生产实际中有着应用前景。