本发明公开一种多传感器融合的二氧化碳通量检测装置，包括流速监测单元、烟气浓度监测单元、无线收发单元和分析处理单元；所述流速监测单元通过无线收发单元与分析处理单元连接，所述烟气浓度监测单元与分析处理单元连接；其中，所述流速监测单元，设置在烟囱上部或中部，用于对烟气流速信号进行实时测量，包括三组矩阵式流速计与一组静电式流速计；该三组矩阵式流速计与一组静电式流速计，设置在烟囱中同一截面的不同位置；所述烟气浓度监测单元，设置在烟囱出口处，用于对二氧化碳浓度信号进行实时测量；所述无线收发单元，用于流速监测单元与分析处理单元之间的信号传输；所述分析处理单元，用于接收信号并进行处理，得到二氧化碳通量。