本发明公开了一种微型O型圈自动装配机，包括机架、分度盘模块、工件上料模块、密封圈上料模块、撑圈模块、套圈模块和下料模块；分度盘模块安装在机架上，用于接收密封圈上料模块送来的微型O型圈，接收工件上料模块送来的待套圈工件，并对待套圈工件进行定位夹紧；工件上料模块用于将待套圈工件送至分度盘模块；密封圈上料模块用于将微型O型圈送至分度盘模块；撑圈模块用于将套装在分度盘模块上的微型O型圈撑大；套圈模块用于将微型O型圈套装到待套圈工件上；下料模块用于将已套装上微型O型圈的工件送至下一道工序。本发明实现套圈的自动化，装配效率及合格率高，且对微型O形圈基本没有损伤。