本发明公开了一种微流控凝胶气液界面烟气暴露装置，包括提供烟气进出通道的上层芯片、提供细胞培养液流动通道的下层芯片以及位于上下层芯片之间用于装载凝胶和位于凝胶上细胞的中间层芯片；其中，下层芯片内的细胞培养液为中间层芯片内的细胞提供生存环境，中间层芯片内的凝胶成为气液界面并使其细胞与烟气直接接触。本发明采用三层芯片的组合方式，细胞位于凝胶上方，不与细胞培养液直接接触，避免了培养液对细胞表面造成直接冲击；同时培养液又可通过凝胶供给细胞且保持细胞生存环境稳定；在此基础上细胞可与烟气气体直接接触，从而获得烟气对细胞刺激的相关生物学信息。