本申请涉及电路信号采集技术领域，提供一种基于ADC的高精度采样系统，所述系统包括第一电路、放大电路和微处理器。待测信号经第一电路直接被微处理器内的模数转换模块采集和量化，获得第一采样值；所述待测信号经放大电路放大设定的倍数后，被所述模数转换模块采集和量化，获得第二采样值；数据融合处理模块判断第一采样值与预设的阈值的大小，若第一采样值大于预设的阈值，则取第一采样值作为采样输出值；若第一采样值小于或等于预设的阈值，则取第二采样值作为采样输出值。本申请无需额外增加采样系统的成本和占用过多的微处理器资源，还能保持稳定的采样速率，并能在此基础上实现高精度采样。