本发明公开了一种在线分析主流烟气气溶胶物理特性的装置及方法，该装置包括吸烟采样头、粒径谱仪，吸烟采样头内设烟气管道、稀释气体管道，烟气管道末端和稀释气体管道末端汇合在同一个混合腔内，烟气管道上设有阀门，烟气管道首端外接卷烟夹具，通过卷烟夹具夹取卷烟烟支，稀释气体管道首端外接稀释气体进气管，稀释气体进气管上设有鼓风机，吸烟采样头的混合腔末端形成吸烟采样头的采样端，吸烟采样头的采样端通过混合气体传输管与粒径谱仪的进气端相连接，粒径谱仪的出气端通过管道连接至气泵。本发明相比现有技术具有以下优点：能对逐口抽吸卷烟时产生的烟气气溶胶颗粒浓度和粒径分布进行实时在线测试。