大氣采樣器是采集大氣污染物或受到污染的大氣的儀器或裝置。大氣采樣器種類很多。按采集對象可分為氣體（包括蒸氣）采樣器和顆粒物采樣器兩種；按使用場所可分為環境采樣器、室內采樣器(如工廠車間內使用的采樣器)和污染源采樣器（如煙囪采樣器）。此外還有特殊用途的大氣采樣器，如同時采集氣體和顆粒物的采樣器，可采集大氣中二氧化硫和顆粒物，或氟化氫和顆粒物等。還有采集空氣中細菌的采樣器。
大氣采樣器一般由收集器、流量計和抽氣動力系統三部分構成。
收集器一般有以下幾種：1、氣泡吸收管和多孔玻璃吸收管，主要用于吸取氣態或蒸汽態的污染物，后者還可采集霧態氣溶膠，如噴灑的農藥乳劑。沖擊式吸收管主要用于采集煙塵和顆粒物。2、濾料采樣夾，用于采集煙塵和顆粒物。3、固體顆粒采樣管，用于采集氣態或霧態污染物。4、采氣管、注射器、真空瓶，用于采集少量的氣態污染物。
流量計：一般用孔口或轉子流量計測定空氣流量。還可裝配流量自動控制部件，以保證在采樣期間空氣流量的穩定。
抽氣動力系統，通常用電動真空泵、刮板泵、薄膜泵、電磁泵或其他抽氣泵。電動微型真空泵抽氣量大，可配置在大流量采樣器上。刮板泵、薄膜泵、電磁泵抽氣量較小，但重量較輕，攜帶方便，可配置在小流量采樣器上。用作氣體采樣的泵俗稱氣體采樣泵，學名應該是“微型真空泵”。一般負載較小的常被稱為氣體取樣泵，微型真空泵可以帶大負載、允許進氣口堵死。不同的設計和元件使得兩種微型泵的成本差別較大，氣體采樣泵在價格上略有優勢，但疲勞強度、可靠性、壽命等技術指標不如微型真空泵。大負載條件下氣體采樣泵容易損壞，尤其是低端的微型泵。
