本实用新型涉及一种分层式冷链保温生物样本固定盒，包括外筒、内筒、连接板、支撑板以及制冷筒，内筒的环形侧面均匀固定连接有若干个连接板，且连接板与外筒的内壁固定连接；内筒的环形侧面均匀开设有若干个第一通孔；相邻的两个连接板之间均匀固定连接有若干个支撑板，且支撑板上设置有固定座；外筒的外端对应的支撑板的位置均密封铰接有侧门；制冷筒的环形侧面均匀开设有若干个第二通孔，通过保温袋散发出的冷气及时进入内筒与外筒之间，然后对运输的生物样本进行冷藏；且让制冷筒与内筒为分离式设置，避免更换或增加保温袋时，需要将生物样本取出，影响生物样本的活性。