一种动脉血液采集系统，包括限定采集室的动脉血液采集元件以及能够可移除地连接到所述动脉血液采集元件的一部分的动脉血液模块，动脉血液模块包括：具有第一端部和第二端部的壳体；从第一端部伸出的针；能够可移除地固定在针上的帽；邻近第二端部的混合室；和与壳体的一部分接合的安全护罩，安全护罩能够从第一护罩位置转换至第二护罩位置，在第一护罩位置，针的一部分暴露出来，在第二护罩位置，针被安全护罩的一部分屏蔽。本公开还包括一种动脉血液模块。本公开简化和减少了工作流程步骤的数量，并且实现了单手设备操作，这允许更有效的动脉血液气体采集程序。