本发明涉及一种大气重金属在线检测系统，其特征在于：它包括一除湿装置，样气由所述除湿装置上端进口处进入，所述除湿装置下端的出口经一粒径切割装置连接一颗粒物浓缩装置输入端，所述颗粒物浓缩装置输出端连接所述原子热激发装置的输入端；所述原子热激发装置的输入端还连接一氩气源；所述原子热激发装置两侧侧壁上设置有水冷装置，所述水冷装置经过一水泵连接制冷散热装置；所述原子热激发装置输出端、颗粒物浓缩装置和氩气源分别连接流量控制器，各所述流量控制器控制端均电连接一流量控制系统，各所述流量控制器输出端均连接一总管路；所述流量控制系统和原子热激发装置均由一控制终端控制工作。本发明能广泛在环境保护自动监测中应用。