本实用新型公开了一种方便水分过滤的大气采样装置，包括燃料箱，所述燃料箱的顶部设有升降热气球，所述升降热气球的顶部表面中部垂直设有顶端避雷针，所述燃料箱和升降热气球之间设有气体电控阀，所述燃料箱的侧面设有采集主箱，所述采集主箱的侧面合页连接有设备检修门。本实用新型中，增加正面和背面的加热丝，从而实现对防尘滤网的表面加热，避免高空大气中的水蒸气凝结在表面，导致采样设备失效，增加硅胶吸水材料对采样气体内涵的水气进行吸收，避免后期实验室对化合物判定的时候，需要重复进行除水操作，降低地面试验难度，采用升降热气球，实现高空大气环境的采样动作，提高采样的空间范围。