本发明涉及一种细胞培养方法及其生物反应装置，尤其涉及一种细胞高密度循环式或连续式培养方法及其生物反应装置。其特征是在生物反应器上加装无机膜过滤组件及补料罐，并通过一定的控制回路将三者连接为一个可用于细胞循环式高密度培养或高密度连续式培养的生物反应器系统，即将细胞培养和膜过滤浓缩结合在一起，在截留活细胞的同时去除有害或分离所需的代谢产物，进而达到细胞的高密度培养或利用高密度培养生产所需代谢产物。在实现细胞高密度培养的同时，缩短反应时间、大幅度提高生产效率、降低操作费用。