本发明公开了一种非均相体系的取样装置及取样方法。所述取样装置包括取样筒；取样筒的进样端处设有进样口和限位器，进样口和限位器设于同一水平位置；取样筒的进样端配合有密封组件，密封组件包括依次连接的顶杆、复位弹簧和密封阀；密封阀与进样筒密封配合，顶杆延伸至取样筒之外；密封阀的外表面设有凹槽，凹槽能与限位器配合以阻止密封阀移动。利用本发明取样装置取的非均相体系具有代表性，可完全代表储液罐内液体的品质，避免了传统取样过程中，分别从上、下出口取液，2种液体混合比例的不同导致检测值误差较大。本发明取样装置的制作工艺简单、成本低廉，在取样过程中操作简单、省时、省力，检测结果更为准确。