本发明涉及一种水面垃圾自动收集装置及收集方法，包括固定架、安装在固定架上的收集筒、设置在固定架上的电源控制系统、设置在收集筒内的水质检测系统和潜水泵，还包括与潜水泵相连的曝气装置，收集筒包括外筒，设置在外筒内部的内筒，以及设置在内筒内部的垃圾收集网，外筒上端沿外筒入口外圆周方向设置有可围绕外筒外圆周旋转的盘卷机构，盘卷机构由卷盘条卷绕而成，盘卷机构与齿轮驱动器和电源控制系统相连。该收集装置可以自动收集水面漂浮的垃圾，可实现远程监控和启停操作，并且和水质监测系统与曝气装置相结合，可以根据需要随时监测水体中各个参数，根据水质监测结果适时向水体内充氧曝气，大大减少了人力打捞清理和水质监测与治理的成本。