本发明涉及烟草毒理学研究领域，具体涉及一种加热卷烟烟弹自动装填实验装置及动物暴露吸烟机，包括料仓、加热装置、上料机构和下料机构，所述料仓具有出料口，上料机构将从出料口脱落的烟弹部分的插入所述加热装置，下料机构夹取烟弹以将烟弹从加热装置中脱离，所述下料机构包括烟弹夹持件，所述烟弹夹持件能够以所述烟弹轴心为转动中心，从所述加热装置中分离所述烟弹。本申请通过旋转烟弹客克服烟弹与加热装置之间的静摩擦力，烟丝残留在加热装置中的概率更小，后续进行其他烟弹装填时的准确性和连续性也更高，减少人工干预，而且能够保证装填烟弹后烟弹与加热装置之间固定的稳定性。