一种气体池、红外分析仪以及热重‑红外联用系统，涉及热重和红外联用装置技术领域。气体池包括绝热样品仓、光学吸收池、设置在光学吸收池上方的三棱镜，绝热样品仓上相对设置有两个用以红外光束通过的透光窗；光学吸收池包括管体、设置在管体两端的安装台，以及相对设置在管体内两端且连接至安装台的3块相同曲率半径的球凹面镜，球凹面镜的凹面朝向管体的内部，红外光束能够在球凹面镜之间多次往返。红外分析仪包括上述气体池。热重‑红外联用系统包括上述红外分析仪。上述气体池、红外分析仪以及热重‑红外联用系统红外光束能够在气体池的有限空间中利用球凹面镜实现多次往返，加长吸收光程，适用痕量气体浓度的检测，拓宽了检测范围。