大氣采樣是大氣環境監測的重要步驟，對于監測數據的可靠性關系極大。

采集大氣樣品的方法，主要有兩類：

一類是使大量空氣通過液體吸收劑或固體吸附劑，以吸收或阻留污染物，把原來大氣中濃度較低的污染物富集起來，如抽氣法、濾膜法。用這類方法測得的結果是采樣時間內大氣中污染物的平均濃度。

另一類是用容器(玻璃瓶、塑料袋、橡皮球膽、注射器等)采集含有污染物的空氣。這類方法適用于下述情況：大氣中污染物的濃度較高；或測定方法的靈敏度較高；不易被液體吸收劑吸收或固體吸附劑吸附的污染氣體和蒸汽。用此法測得的結果為大氣中污染物的瞬時濃度或短時間內的平均濃度。此外，還有低溫冷凍法，可用于采集揮發性氣體和蒸汽，如烷基鉛。