本发明公开了一种脱气装置及其应用，包括水样仓，用来储存采水设备输送过来的水样，并在外部作用下对水样中溶解的气体进行分离；储气仓，设置在所述水样仓的顶面，且与所述水样仓连通，用于储存所述水样仓中分离出的溶解气体；采气单元，与所述储气仓连接，以利用压差采集所述储气仓内的溶解气体，并作为气相色谱的检测样品。本发明的脱气装置依据气体降压扩散原理，实现了水样中溶解气体的分离；再结合升压膨胀原理将分离的溶解气体转移至采集单元进行保存。本发明的脱气装置具有总体积小，可拆卸，好操作，易于便携和维护等特点，尤其适用于船载现场海水中溶解气体的分离与保存。