本实用新型涉及海洋环保技术领域，具体地说是一种船载微塑料分层采样装置，包括抽水装置和采样器，所述抽水装置通过连接管路与所述采样器相连，在所述连接管路上依次设有闸阀、压力表、流量计和止回阀，所述采样器包括多个采样单元，且每个采样单元对应一个采样水层，所述采样单元上设有滤水单元，且所述滤水单元由内到外依次设有内粗滤网、细滤部和外粗滤件，所述外粗滤件包括第一粗滤网和第二粗滤网，且所述细滤部设于所述内粗滤网和第一粗滤网之间，所述第二粗滤网设于最外端。本实用新型可实现多水层微塑料样品的直接提取，弥补了微塑料采样技术的空白，并且采样精度高。