本发明提供了一种用于临近空间的气体采样装置、方法及其应用。本发明提供的用于临近空间的采样装置包括真空泵、气体流量检测装置、样品收集盒、电磁阀和进气通路，其中，所述电磁阀的一端与进气通路连通，所述电磁阀的另一端与所述样品收集盒的入口端连通，所述样品收集盒的出口端与气体检测装置的一端连通，所述真空泵与所述气体流量检测装置的另一端连通，所述样品收集盒内设置有硅片和位于硅片下方的滤膜。本发明提供的采样装置能够实现高通量采集临近空间的气溶胶样品和微生物样品，采集到的样品能够携带回实验室进行进一步研究，对于研究临近空间的生物群落具有重要的实践意义。