本实用新型涉及一种汽车污染物分层同步采集装置，包括竖向立柱和横向水平杆，竖向立柱上沿上下方向间隔设置有两个以上的第一采样罐，横向水平杆上沿其长度方向间隔设置有两个以上的第二采样罐，各采样罐均包括罐体，各罐体上均设有阀芯和阀杆，阀杆的转动能够带动阀芯开启和关闭，各阀杆上均连接有操作杆，各操作杆之间通过链轮‑链条传动机构或者传送带‑带轮传动机构进行传动以实现各采样罐同步打开或闭合。通过链轮‑链条传动机构或者传送带‑带轮传动机构带动各操作杆转动，各操作杆带动对应采样罐上的阀芯实现同步开启或关闭，可以实现同一位置的不同高度以及同一高度的不同位置对污染物同时进行采集的问题。