本发明公开了一种原位培养甲烷氧化菌并保压取样装置及其检测系统和方法，该装置包括：用于原位培养甲烷氧化菌的容器，所述容器上安装有用于密闭以形成甲烷氧化菌原位培养环境的盖子，所述盖子上设置有至少两个与所述容器相连通的取样口，每个取样口的输入端设置有对应的阀门，所述取样口的输出端设置有通过螺帽固定的密封膜，所述阀门与所述密封膜之间设置有空腔；取样管，所述取样管的一端与其中一个所述空腔相连通，所述取样管的另一端伸入所述容器内部；及用于测量所述容器内气压的气压计。该装置能够模拟不同原位孔压条件，较大程度再现甲烷氧化菌所处的原位环境且保压进行取样。