本实用新型公开了一种火焰原子化器以及痕量钠在线监测系统，属于在线分析仪器技术领域，火焰原子化器包括依次连通设置的雾化器室、第一腔室、第二腔室与第三腔室；雾化器室设置有进样毛细管、无油压缩空气入口以及雾化器室出口，雾化器室出口连通雾化器室与第一腔室；第一腔室设置有燃气入口与撞击球，撞击球正对雾化器室出口设置；第二腔室设置有高温气体入口，且第二腔室填充满相变蓄热球；第三腔室的上方设置有燃烧器，燃烧器设置有净化空气入口，且燃烧器的环形中心多孔燃烧头连通第三腔室。本技术方案，可有效解决现有火焰原子化器存在的雾化率较低、火焰温度较低、火焰燃烧不稳定等技术问题。