本发明公开了一种高空大气污染物样本采集装置，包括升空采样装置以及控制装置，所述升空采样装置与所述控制装置之间信号连接，所述升空采样装置通过牵引绳控制其高度，所述牵引绳上均匀固定有若干角度检测器，所述角度检测器用于检测所述牵引绳当前位置的倾斜角度，所述角度检测器均与所述控制装置信号连接。升空采样装置在升高到一定距离后，角度检测器能够将牵引绳该处的角度发送至控制装置，控制装置根据该角度以及角度检测器之间的固定距离，经三角函数换算后得出角度检测器之间的高度差，将该高度差经过相加后即得到升空采样装置的精确高度，从而有助于提高空气质量的检测精度。