一种水下表层沉积物采集装置，将牵引锁链一端与船舶牵引装置连接，另一端则与导流罩一端连接。导流罩在其下部连接设置有采样装置组件，通过该采样装置组件对河床底部的沉积物进行采集。采样装置组件的配重箱设置在导流罩的下部，该配重箱的上部与导流罩的下部固定链接，配重箱远离牵引锁链的一侧顺序连接设置有相互连通的第一集沙仓和第二集沙仓，且该第二集沙仓设置有锁扣可脱离采样装置组件，而在第一集沙仓和第二集沙仓之间设置有分隔栏，在靠近第一集沙仓的配重箱底面位置处开设有进沙口，在进沙口内部的配重箱内的底面上则开设有拦沙坎。本实用新型能保证采样成功率和样品完整性，有助于提高其研究成果的效率和准确度。