本发明涉及一种变直径喷丝头、中空纤维膜丝束及膜组件的加工装置。所述变直径喷丝头包括依次套设的中心圆管、中间圆管和外部腔体,以及驱动所述中间圆管竖直上下运动的第一驱动机构,所述中心圆管、中间圆管和外部腔体的底部齐平。本发明提供的变直径喷丝头通过调控中间圆管的位置得到的膜丝包括两端较大直径的膜丝头和直径较小的膜丝中间段,在后续捆扎及组装成膜组件的过程中,通过控制膜丝头和膜丝中间段的直径比,可调控膜丝中间段的孔隙率,实现膜组件的任意填充密度规则排布。