本發(fā)明提供一種構建三維細胞微環(huán)境的方法及裝置。該方法包括如下步驟：1)三維透明海綿支架或三維透明海綿支架陣列的建立；2)含有分子、材料、細胞及其混合物的樣品液體薄層的建立；3)將1)中所述透明海綿支架或透明海綿支架陣列與2)中所述液體薄層相結合，完成樣品液的裝載從而實現(xiàn)三維微環(huán)境的構建。該方法和裝置為生物醫(yī)學研究和藥物研發(fā)等領域對細胞在三維微環(huán)境中生長、增殖、無標記觀測、功能分析等方面的研究提供簡易實用平臺，并快速、無損地實現(xiàn)了分子、材料、細胞及其混合物的三維微環(huán)境的圖案化、高通量同步裝載以及無標記實時觀測。