根据被测物质在空气中的存在状态、浓度以及所用分析方法的灵敏度，可采用不同的采样方法。
（一）集气法
集气法是将空气样品收集在一容器内，带回实验室进行分析的方法。本方法适用于当空气中有害物质浓度较高，或测定方法的灵敏度较高，采集少量空气已足够分析方法所需时，可采用集气法。一般用于采集气体或蒸气形态物质。
采集装置可用玻璃集气瓶、注射器、瓶胆和塑料袋等。
（二）富集法（浓缩法）
由于空气中有害物质的含量一般都较低，为了达到分析方法灵敏度的要求，需将现场空气通过盛有吸收液、吸收剂或装有滤纸、滤膜采集管等各种收集器，将有害物质吸收、吸附或阻留下来，使有害物质从空气中得到分离和浓缩，使原来低浓度的物质得到浓缩，采样所用仪器一般由收集管、采气动力和气体流量计三部分组成。
1．液体吸收法
是用吸收液采集空气中呈气态、蒸气态以及某些气溶胶态等有害物质的方法。常用的吸收液有水、水溶液和有机溶剂。理想的吸收液不仅用于吸收被测物，且可兼作显色剂。
吸收管的构造形式与吸收效果有一定关系，要求在不增加吸收液用量情况下，尽可能地增加采样空气与吸收液的接触面积和接触时间，使化学性有害物质被吸收完全。常用的液体吸收管有气泡吸收管和玻砂吸收管。
2．固体吸附法
用固体吸收剂采集空气中有害物质的方法。
（1）颗粒状吸附剂：为多孔性物质，不仅有较大的外表面，而且有更大的内表面，各种颗粒吸附剂由于表面积和极性不同，它们的吸附力、吸附物质的种类也不同。常见有硅胶、活性炭和高分子多孔微球等。
（2）纤维状滤料：适用于烟和粉尘状固体气溶胶态的物质采集，是使空气通过装有滤纸滤膜的采样夹，此时颗粒被阻留在滤料表面。常用的滤料有定量滤纸、玻璃纤维滤纸、过氯乙烯滤膜等。
固体吸附剂与纤维状滤料采集器串联，可同时采集气体、蒸气和气溶胶，通常称两级采样。
（3）筛孔状滤料：有微孔滤膜和聚氨酯泡沫塑料等。3．冷冻浓缩法
低沸点物质在常温下不易被采集，采用冷冻剂使收集器的温度降低，在低温下进行采集，常用的冷冻剂有干冰、液氮等。
（三）个体采样法
本法适用于长时间、低流量采样，可较精确地测得一个工作日中工人接触有害物质的日平均浓度，即时间加权平均容许浓度（TWA）。
常见的是有泵型个体采样器（动式个体采样器）和无泵型个体采样器（静式个体采样器）。其中有泵型个体采样器是由收集器、流量计及微型抽气泵组装而成，活性炭管为常用的收集器，夹在呼吸带处，用橡皮管连接挂在腰带上的抽气泵上，可连续采样。根据采样原理可分为扩散型和渗透型两种。