本实用新型提供了一种大气污染防治分层采样装置，涉及环境保护技术领域，包括：采集装置、过滤网和气泵，采集装置的左侧偏下固定安装有过滤网，过滤网的右侧固定连接有气泵，气泵的右侧固定连接有导管，导管的底端固定安装有垫板，采集装置的右侧活动安装有第一集气瓶，第一集气瓶的顶端固定安装有置物板，第一集气瓶的顶端连接有密封环。本实用通过安装有第一集气瓶，第一集气瓶安装在置物板上，通过第一导气管将密度大于空气的物质排入第一集气瓶内，使得物质沉淀，当第一集气瓶的内部的空气采集后，通过旋转排气柱将挤压在第一集气瓶内沉淀后的部分空气释放，便于将大于空气的物质一同采集检测。