本发明提供一种冻土试样制备装置，包括：制样筒、限位件和夹持机构；制样筒包括第一压板、第二压板以及筒体，第一压板和第二压板分别设于筒体的两端，第一压板和第二压板均设有抽气孔；筒体包括多个弧板，多个弧板环形布设围合成筒体；夹持机构包括盖板、底板、支撑板和卡接件，支撑板的一端与底板连接，支撑板的另一端与盖板连接；制样筒夹设于盖板和底板之间；卡接件套设于筒体的外侧，限位件的一端与筒体连接，限位件的另一端与卡接件相抵接。本发明的冻土试样制备装置，多个弧板围合成筒体，通过盖板和底板对制样筒进行轴向固定，通过卡接件和限位件对制样筒进行径向固定，装配及拆卸便捷，冻土试样制备效率高，且冻土试样结构稳定。