本发明公开了一种用于光声多组分气体检测的空间光束耦合装置，包括复合光源、窗片、气体池、声敏元件组成；本发明通过对复合光源内的输出光束进行调制去激励气体池内的气体，使气体池内的气体受激后无辐射跃迁产生光热信号，通过声敏元件测量光热信号，对声敏元件的信号进行分析处理，即可换算出被测气体的浓度。本耦合装置具有小体积、快速响应、低背景噪声、多组分同时检测等优点，适用于环境气体的光声光谱监测系统，也可用于光谱分析、分析仪器等领域相关设备的多光源耦合与检测。