本实用新型提供了一种二氧化碳同位素检测设备，包括：中红外激光器，直射式的吸收池，中红外检测装置和用于产生负压的气路模块；吸收池在长度方向的两端分别设有第一透明窗和第二透明窗；吸收池设有密闭空腔；中红外激光器设置在第一透明窗外侧，用于发出依次透过第一透明窗和第二透明窗的中红外光线；中红外检测装置设置在第二透明窗外侧，用于接收透过第二透明窗的中红外光线。通过本实用新型实施例提供的碳同位素检测设备，可以减小所需的光程，使得直射式的吸收池也可满足需求，能够减小吸收池的尺寸；中红外光线经过吸收池时不存在标准具干涉，且低压状态可以避免吸收线交叉干扰，从而能够提高测量精度，且稳定性高。