本发明属于同位素样品采集技术领域，公开了高分辨率降水稳定同位素样品自动采集系统及控制方法，包括外箱体、太阳能电池板、太阳能蓄电池、控制器和安装于外箱体顶部的翻斗式雨量计，太阳能电池板和太阳能蓄电池连接安装于外箱体的顶部的防水箱内，防水箱的顶部安装有多个降雨传感器，翻斗式雨量计的出水口连接有储水罐，将通过翻斗式雨量计导管收集的雨水样品由储水罐通过转移用电力机械结构灌装至防蒸发的样品存储装置进行保存。本发明能够实现野外条件下雨水样品的长期高频率自动收集、存储，防止样品存储过程中蒸发，保证实验结果，准确反映降水乃至长期降水事件过程分段采样中的真实水稳定同位素组成特征。