本发明涉及微型萃取装置领域，具体地说是一种基于中空泡沫材料的微型萃取装置及其应用。该微型萃取装置的主要功能部件由中空泡沫材料构成，其在宏观上由三维连通的骨架网络构建而成，网络骨架自身为三维连通的具有中空结构的微通道，微通道管壁含有纳米级和微米级孔径的孔隙。采用本发明所述微型萃取装置的结构设计，制得具有三维连通网络的中空泡沫微型萃取装置。该中空泡沫微型萃取装置具有如下优势特点：三维连通中空微通道管壁自身内部具有丰富的孔隙，在萃取过程中能够提高萃取剂与待萃溶液的接触几率，同时微型萃取装置具有可模块化组装，便于自动化运行，萃取过程清洁高效。