本实用新型涉及取样装置的技术领域，具体涉及一种冷却取样装置，包括壳体、旁路管道、设置在所述壳体上的快速接头和取样口、设置在所述壳体内部的至少两级散热组件；所述散热组件通过连接管道由所述快速接头依次连接至所述取样口；所述旁路管道一端连通所述取样口，另一端连通任意两级散热组件之间的连接管道，适于将流向下一级散热组件的样品流体直接引流至所述取样口。本申请的冷却取样装置能够将被测系统的样品流体降低至可接受的温度，且结构简单、轻便、便于携带，能够实现在被测系统位置狭窄的取样点进行取样。