本实用新型公开了一种天然气自动在线取样装置，设置电动球阀一、电动球阀六和电动球阀五，可对取样筒的下部空间预加压，实现取样处压力跟取样筒压力自平衡，保证高压状态取样，避免压力降低破坏天然气原有状态。设置两个电动针阀，缓慢排出取样筒下部空间内水，使取样筒上部空间和下部空间出现微小压力差，设置电动球阀二和单向阀一，在微小压力差下，对取样筒上部空间充气取样，无需手动泵加压泄压，便于携带。设置控制器，实时采集压力表一和压力表二的压力数据，当出现压力超限时，自动关断相关的电动球阀，开启电动球阀四泄压，提高了装置安全性能。装置具有压力自平衡、取样过程不泄压、无泵取样、便于携带、可控温、安全性能高的特点。