本实用新型公开污水微生物取样装置，包括双向气泵、样品保存容器和采样头，所述采样头出液端与所述样品保存容器进液端流体导通连接，所述样品保存容器与所述双向气泵流体导通连接；所述采样头进液端设置有封口用胶塞；采样时，先使用所述双向气泵向所述样品保存容器内充入气体直至所述封口用胶塞从所述采样头进液端的进液口内脱出，然后使所述双向气泵将所述样品保存容器内的气体抽出，水样经所述采样头进入所述样品保存容器内。本实用新型利用封口用胶塞将进液端的进液口封堵，并在采样时将封口用胶塞从进液口中推出，减少了上方水层中的水对取样管路的污染。