本发明提供一种高功率半导体激光器加工系统。该高功率半导体激光器加工系统的光束聚焦模块的夹持机构通过散热块安装固定于壳体的内底面；在光束聚焦模块的镜片夹持接触位置设置有导热缓冲垫层；在壳体内部设置有密封的水冷通道，该水冷通道自进水口至出水口在壳体底部形成环形水路，主要分为进水段、弯折部A、弯折部B以及出水段，其中进水段和出水段分别位于壳体内部两侧平行设置，在散热块与对应位置的壳体的内底面之间，设置有沿光束聚焦模块径向弯折的通道作为所述弯折部A，用于对光束聚焦模块散热；弯折部B位于壳体的前端头部环绕保护窗口，用于对保护窗口散热。本发明的高功率半导体激光加工系统体积小，质量轻，散热效果好。