本发明公开了一种导光三维多孔生物膜基底反应器及培养微藻生物膜的方法；一种导光三维多孔生物膜基底反应器，包括反应器主体；该反应器主体由透明材料制成；其顶部和底部分别设置有喷雾喷头和液相排出出口，喷雾喷头同时与营养液液相管路与气体管路连接；其特征在于：该反应器主体内放置有导光生物膜载体，导光生物膜载体由若干层具有三维多孔结构的导光生物膜从上往下层叠构成；每层导光生物膜内均嵌设有侧导光光纤；侧导光光纤的导光侧向反应器主体外延伸，并通过光纤收集器与光纤专用光源连接；导光生物膜内还均匀添加有导光纳米颗粒，导光纳米颗粒将侧导光光纤接收的光向四周均匀的散射；本发明可广泛应用于生物、环保等领域。