本发明公开一种呼出气中代谢差异物的检测系统与方法，所述系统包括采样装置与检测装置；采样装置包括呼出气采集器、一次性采样管与采样气袋；检测装置包括光离子源与质谱仪；光离子源用于将存储于采样气袋的呼出气进行离子化生成带电离子，并将带电离子送至质谱仪中从而得到质谱分析结果。本发明通过采样装置采集受试者的呼出气，具有非侵入、无创、取样简单等优点；然后采用光离子源对呼出气进行电离，实现呼出气中代谢差异物的高效软电离，结合质谱仪的质谱技术对代谢差异物进行质谱分析，具有分析速度快、灵敏度高、定性和定量分析能力强等优点，有效提升了癌症及感染性疾病代谢差异物检测的准确性、可靠性及检测效率。