本发明涉及一种基于伽马能谱仪的自动换样设备，其包括：进样装置，包括托盘，托盘具有容纳多个样品盒的多个容纳部，容纳部能够沿着预定方向依次进给样品盒；抓取装置，设置于托盘的上方，抓取装置包括在垂直于托盘所在的平面内设置的具有两个自由度的机械手，机械手能够从容纳部依次抓取每个样品盒，并带动样品盒可移动地往返于预定位置与容纳部之间；以及铅室，其内部设置有伽马能谱仪，铅室进一步设置有门体，门体能够在预定位置接收由机械手抓取的样品盒，并带动样品盒可活动地进出于铅室。本发明实现了在无人看守的情况下自动完成所有待测样品的进样、取样、检测等连续工作，能够确保样品盒的放置位置精度，同时也提高了检测效率。