本发明公开了一种悬浮光镊高效捕获气溶胶的装置及其应用方法。一种悬浮光镊高效捕获气溶胶的装置，包括超声雾化器、气溶胶腔室、悬浮光镊单元和光谱仪；超声雾化器用于向气溶胶腔室内喷射待捕获的气溶胶，悬浮光镊单元用于在气溶胶腔室内形成光阱来捕获气溶胶液滴；所述的气溶胶腔室设计通过仿真分析不同入射角度、不同初始流速下气溶胶在腔体内的流速分布得到，使气溶胶液滴按照设计方向流经光阱的有效捕获区域。本发明装置及其应用方法通过仿真分析结果设计有效的气溶胶腔室，可实现气溶胶以最佳方向流经气溶胶腔室内形成光阱的有效捕获区域，从而可实现气溶胶的高效捕获。基于该高效捕获气溶胶装置开展的应用研究，可实现气溶胶的特性测量。