本发明属于光催化燃料电池领域，公开了一种微流控光催化燃料电池及其制备方法和应用。该电池包括光催化电极、透光微流通道壳体、透光电极槽、导线和电解质；所述透光电极槽设置于所述透光微流通道壳体内；所述光催化电极包括光催化阳极和光催化阴极，所述光催化阳极和所述光催化阴极设置于所述透光电极槽内；所述透光微流通道壳体上设置至少一组进液孔和出液孔；所述导线穿过所述透光微流通道壳体分别与所述光催化阳极和光催化阴极连接。本发明提供的微流控光催化燃料电池相比于传统燃料电池，无需质子交换膜的制备和加入，降低了电池制作成本，并且不用复杂辅助设备。