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工作场所空气采样随工作场所空气检测的发展而发展，自中华人民共和国成立以来，工作场所空气检测的发展概括起来可以划分为三个阶段。
1949—1975年全国车间空气监测检验方法科研协作组成立以前为第一阶段，这个阶段可称为初始阶段。该阶段围绕全国粉尘、铅、苯、汞、锰、氧化锌、氯、氟、砷、硫化氢、氰化物、氮氧化物、苯的硝基及胺基化合物、石油及汽油毒物的调查和防治，开展车间空气采样检测，引进吸收苏联模式，以定点最高允许浓度采样，直接采样法、吸收液法和滤料法采集有害物质为主，采样器以自主研发为主。这个时段的专业用词由“工业卫生化学”逐渐转变为“车间空气”，这个时期，采样检测研制成果主要作为职业卫生标准的附件推荐使用。
1975—2002年中华人民共和国职业病防治法开始实施以前为第二阶段，该阶段可称为规范化阶段。该阶段对车间空气监测检验方法进行了大量系统的规范研究和验证工作，并于1980年、1987年和1990年分别出版了《车间空气监测检验方法》第1、2、3版。其中第1版共有102个毒物项目的采样方法、130个分析方法，第2版增加至有124个毒物项目的采样方法、179个分析方法，第3版增加至168个毒物项目的采样方法、203个监测方法，之后在1996年出版了由徐伯洪教授主编的《作业场所空气和生物材料检测推荐方法》。这个时期，科研协作组的研究成果颇丰，使常见的有毒物质基本上都有了监测方法，监测方法更加可靠。该阶段是以定点最高允许浓度采样，采集方法除直接采样法、吸收液法外，滤料法（特别是微孔滤膜）、固体吸附剂应用大量增加。在杭世平教授的带领下，该阶段对作业场所空气中有毒物质采样规范和监测规范同时进行研究。具体研究了采样仪器的选择、滤料与固体吸附剂的选择、采样效率试验方法等等，并对某些滤料、吸附剂的采样性能进行了研究。如0.8μm微孔滤膜和玻璃纤维滤纸采集气溶胶时，采样效率都可达96%以上，大部分在98%以上；用经过溶液预处理的孔滤膜和玻璃纤维滤纸采集蒸气与气溶胶共存或气体时，采样效率略低且波动范围较大；用P204浸泡液浸泡的微孔滤膜采集三氧化二砷时，滤膜的采集效率受放置时间影响；100mg 20～40目的椰壳活性炭对烃、酮、醇、酯、氯代烃等采样效率都为100%或接近100%，符合大多数有机化合物的采样要求。
这期间根据研究结果，颁布了多项采样标准，如《车间空气中有毒物质测定采样规范》（WS 1—1996）、《作业场所空气中金属样品的采集方法》（WS/T 16—1996）、《车间空气中有毒物质的测定收集器》（WS/T 14—1996），采样标准的制定，大大地推动了车间空气中有害物质的规范采集。采样器的技术规范由以徐伯洪教授为代表的专家研制，并于1997年颁布实施，即《作业场所空气采样仪器的技术规范》（GB/T 17061—1997），该规范推进了以后的采样器研发和市场化发展。这个时期的专业用词由“车间空气”逐渐转变为“作业场所空气”，这个时期，采样检测研制成果主要以国家推荐标准（GB/T）颁布和上述四本书籍的方式推广使用。
2002年中华人民共和国职业病防治法实施至今为第三阶段，该阶段可称为发展壮大阶段。为贯彻实施《职业病防治法》及其配套法规《工作场所有害因素职业接触限值》（GBZ 02—2002），满足工作场所有害物质监测工作，由徐伯洪、闫慧芳教授主编的《工作场所有害物质监测方法》出版。该书首次将空气中有害物质的采集作为首个章节，较全面地介绍了工作场所空气样品的特征、有毒物质在空气中的存在形式、空气样品的采集方法和空气样品采集的质量保证，为指导如何正确采样起到关键作用。这期间，为了适应新的职业接触限值需要，全国职业卫生工作者对时间加权浓度、短时平均浓度、最高浓度的采样方法进行了科学系统的探讨。这个时期，以闫慧芳为代表的全国工作场所空气监测检验方法科研协作组仍然在很好的运行并做了大量的工作，2004年颁布了《工作场所空气中有毒物质监测方法》（GBZ/T 160）；2018年颁布了《工作场所空气中有毒物质监测方法》（GBZ/T 300）版本。该阶段直接采样法大大减少，吸收液法变化不大，而滤膜法、固体吸附剂法明显增加。因薄膜泵的推广利用，使采样器的体积减小、重量减轻、噪声降低，满足了个体采样的要求。这期间由徐伯洪、闫慧芳教授为代表的专家研制的《工作场所空气中有害物质监测的采样规范》（GBZ 159—2004）颁布实施，规范了工作场所空气的采集。这个时期的专业用词由“作业场所空气”逐渐转变为“工作场所空气”，这个时期，采样检测研制成果主要以职业卫生国家推荐标准（GBZ/T）分布推广使用。
工作场所空气采样一些传统的问题还没有很好解决，如呼吸性粉尘采样问题，目前还没有很好的采样方法；气体和气溶胶共存时的化学毒物采样还有待进一步研究。随着现代新技术的发展，又面临着许多新的挑战，如纳米技术的挑战。纳米技术已经广泛应用于医疗卫生、家电、电子计算机、电子工业、环保、纺织工业、机械工业、化学化工、能源、军工等行业，而纳米级的粉尘如何采集就成为新的挑战；但同时，也提供了新的发展机遇，如随着认知技术的发展，是不是可以像一氧化碳或某些粉尘那样，直接安装检测探头，检测现场空气中有害物质的浓度或含量，减少采样过程，就可减少采样带来的误差。采样向自动化方向发展，连续自动采样、被动式吸收采样技术发展。