一种小型高速罗茨增压机，涉及到增压设备技术领域，包括壳体，壳体内依次设有独立的第一容腔、第二容腔和第三容腔；第一容腔内设有高速永磁电机；第二容腔内设置有第一齿轮和第二齿轮，第一齿轮与第二齿轮相互啮合；第三容腔内设有第一罗茨转子和第二罗茨转子，第一罗茨转子与第一齿轮同轴设置在一主动轴上，主动轴的一端与高速永磁电机的输出轴传动连接；第二罗茨转子与第二齿轮同轴设置在一从动轴上；本方案通过设计独立的第一容腔、第二容腔和第三容腔，将同步齿轮和罗茨转子设置在不同的容腔内，避免了润滑油和增压气体的相互泄漏对整个增压设备造成的影响，对于提高齿轮的运行平稳具有巨大的促进作用。