本发明提供一种油、水、气自动分层取样装置，至少包括：容器本体、进液管、取样管、打压管和隔离活塞，所述进液管竖直连接在所述容器本体上；所述取样管与所述进液管垂直贯通连接；所述打压管与所述进液管垂直贯通连接，且所述打压管的下端与所述下容纳腔贯通连接；所述隔离活塞活动设置在所述容器本体内，所述隔离活塞将所述容器本体内分隔成上容纳腔和下容纳腔，所述隔离活塞上设置有若干个能够将所述下容纳腔内的压力导入所述上容纳腔内的定压单向阀组件。本发明提供的油、水、气自动分层取样装置用以至少解决取样操作过程复杂、阀门操作频繁易损坏导致取样时油气易泄漏的技术问题。