本发明公开了一种信号采样系统，包括：参考电路模块、分段截取控制模块、控制器和截取放大电路；参考电路模块用于将参考电压分段形成N‑1路参考阵列电压；N为大于1的整数；分段截取控制模块与参考电路模块连接，用于根据参考阵列电压将被采信号分成N段进行截取并输出分段截取控制信号至控制器；控制器用于根据分段截取控制信号生成通道选择控制信号；截取放大电路分别与控制器和参考电路模块连接，用于根据通道选择控制信号和参考阵列电压对被采信号进行偏置和放大处理，并输出采集信号；控制器还用于根据采集信号形成合成信号。本发明提供的技术方案，以提高信号的采样精度。