本发明公开了一种外泌体气动离心分离芯片，属于微流控芯片领域，包括：一个或多个分离机构；分离机构包括N级分离模块；分离模块包括：加样腔室；过滤单元，其与加样腔室连通，过滤单元内设置有纳米滤膜；气动腔室，其与过滤单元相连通；废液腔室，其与过滤单元相连通；以及样本收集管道，其一端与过滤单元的底端相连，另一端作为样本收集口且高于加样腔室的顶端；N>1时，从第一级分离模块至第N级分离模块，所含纳米滤膜的孔径依次减小，并且，相邻两个分离模块中，下一级分离模块的加样腔室设置于上一级分离模块的废液腔室的下游且这两个腔室相连。本发明能够有效克服当前纳米孔膜分离中普遍存在的阻塞而导致耗时长、效率低等问题。