本发明公开了一种大气巡航监测及采样控制方法及控制装置，该方法用于无人机的大气巡航监测及采样，包括如下步骤：获取巡航监测任务，确定一个或多个监测点位和监测点位信息，建立巡航监测任务与监测设备的关联关系；在无人机飞抵预设的监测点位后，测取监测点位排放浓度数据；获取超标排放的监测点位后，将超标排放的监测点位标识为采样点位；如果检测到采样点位的风速低于风速阈值时，采样设备在采样点位依据预设的采样信息进行采样；如果检测到采样点位的风速高于风速阈值时，采样设备在采样点位采样后，在气流下游方向的第一预设距离处进行二次采样。本发明可节约资源且采样及时，可在风速等气相条件变化较大的场合下仍可使得采样结果更精确、更符合实际需求。