本发明公开一种氢同位素气体中杂质分析装置，包括载气气源、标准气体气源、样品容器、色谱柱箱、氢气净化器以及热导检测器，色谱柱箱内包括第一色谱柱和第二色谱柱，氢气净化器能够吸附氢同位素气体。本发明在第一色谱柱之前串联氢气净化器，氢气净化器能够吸附氢同位素气体至热导检测器检测限以下，以消除氘氚峰与氦峰之间的重叠，从而提高氢同位素气体中氦杂质的分析精度；本发明还提供一种氢同位素气体中杂质分析方法，利用氩气作为载气，通过第二色谱柱进行分析，从而避免了氢同位素样品中氩杂质对氧杂质分析的干扰。本发明实现氢同位素气体中氦气、氧气杂质高精度分析的同时，兼顾了氮气、甲烷、一氧化碳等杂质的分析。