本实用新型提供一种非甲烷总烃采样装置，包括真空箱、置于真空箱外部并与真空箱连接的双向采样泵、置于真空箱内部的真空采样气袋、采样延长设备、采样枪以及设于采样枪上的采样针筒；其中，采样针筒上设有单向三通阀，采样延长设备的一端连接单向三通阀、另一端通过气体接口连接真空采样气袋。本实用新型提供的一种非甲烷总烃采样装置，解决了目前市面上的非甲烷总烃常规采样器具因一般为大型针筒而导致采样过程中由于采样口气密性无法得到保证，进而容易引起采样的误差，以及因使用延长采样管而导致采样的死体积过大，引起采样误差增大的问题。