本实用新型涉及一种多功能大气采样系统，属于环境监测技术领域。本发明的大气采样系统包括采样头、采样管、抽气风机、采样系统控制器和分析仪；所述采样管包括室外管和室内管，所述室内管设有加热保温装置和采样接口，且安装有压力传感器、温度传感器、湿度传感器和流速传感器；所述采样系统控制器具有信号采集单元和微处理控制单元，所述微处理控制单元包括用于采样控制单元；所述传感器分别与信号采集单元和微处理控制单元相连接，所述采样控制单元分别与加热装置、抽气风机、分析仪相连接。本实用新型的采样系统能够有效提升采样效率和监测数据质量，满足大气环境监测的需要。