空气中的氚，可以分为降水中的氚以及水蒸气和氢气中的氚两个来源。对于降水中的氚取样，与降水取样方法基本相同，但采样容器中不加入酸。

对于水蒸气中氚的收集，有干燥剂法、冷冻法、鼓泡法。干燥剂法比较普遍，可用的干燥剂有硅胶、分子筛、沸石等。硅胶方法比较简单、便宜，即在直径 5 cm、长 50 cm 左右的硬质玻璃或硬质塑料管中，填充粒度为 1.98～2.36 mm 的干燥硅胶，称出其重量，上下端塞以石英棉将其固定。使空气通过该管一定时间，把水分捕集在硅胶上。从流量计读数和抽气时间可以确定抽取的空气量。再通过测定吸收了水分的硅胶总重量，即可求出收集的水蒸气重量，驱出其中的水样供测量氚之用。

冷冻法是将待测气流引入冷阱中，气流中的氚化水蒸气在冷阱中凝结下来，供分析之用。

鼓泡法是使待测气流流经鼓泡器（如盛蒸镏水或乙二醇的容器瓶），使气流与液体发生气液两相交换以便把氚化水蒸气收集在液体中。

对于氢气中氚的收集，一般先通过催化剂（如：钯、铂和氧化铜）使元素态氚被氧化成氚化水，再用上述水蒸气收集法采集。