本发明公开了一种呼出气在线检测装置，由样品提取部和检测部构成，前者包括：声波悬浮器，具有水平设置的声波发射板和声波反射板，两者之间具有声辐射压力和液滴重力相平衡的悬浮中心；呼出气注入管，具有供待检测人员呼气的输入端和与悬浮中心相对设置的输出端；萃取液注入针，用于将萃取液逐滴注入声波悬浮器，使萃取液滴悬浮在悬浮中心；电喷雾注入器，用于喷射电雾使萃取液滴带电；提取传输器，包括设置在悬浮中心两侧的电极板，用于粉碎带电萃取液滴并使其进入检测部。本发明同时公开了使用上述检测装置的呼出气在线检测方法，可实现呼出气中目标物的快速、在线、高效萃取富集和实时检测一体化，极大地方便了呼出气检测工作的开展。