本实用新型涉及烃类气体氧化实验领域，特别是一种海洋全环境烃类气体氧化过程模拟实验样品采集系统。包括厌氧反应釜、好氧反应釜和注射式取样器，注射式取样器与厌氧反应釜和好氧反应釜的顶部通过连接管线连接，厌氧反应釜和好氧反应釜呈水平方向设置；所述厌氧反应釜和好氧反应釜的顶部设有气液取样口，连接管线的顶端与注射式取样器连接，连接管线的底端位于厌氧反应釜/好氧反应釜内，连接管线上设有两个阀门，沿厌氧反应釜和好氧反应釜的轴向分别间隔设有数个注射式取样器。其实现了对不同时刻、不同层位的气体和液体样品、以及固体样品的采集，保证了样品采集的及时性和准确的测定结果，提高了样品采集过程中的安全性。