本发明实施例提供一种血液留样装置，包括留样针固定部、采样管架以及机械手，留样针固定部用于固定留样针，采样管架设置有多个管槽，管槽用于固定采样管，机械手用于抓取固定于管槽的采样管，并移动至留样针固定部，以使留样针穿刺入采样管。本发明提供的血液留样装置，通过装载台固定采样管，通过留样针固定部固定留样针，留样针连通采血袋，在需要进行血液留样时，控制机械手抓取采样管，并移动至留样针下方，使得留样针穿透采样管，血样即可进入采样管内，完成留样操作。当需要留取多个样品时，机械手重复操作即可，实现了采样过程的自动化，避免了采样过程中血样污染，以及因留样针扎伤手造成的医源性感染。