本发明提供了一种模拟滤过泡的微流控细胞培养装置及其应用，所述模拟滤过泡的微流控细胞培养装置自上而下包括盖板、细胞培养主体和含有微通道的刻槽底板；所述细胞培养主体中含有底部平坦的半弧形穹顶状隆起的细胞培养腔；所述刻槽底板上刻有流入通道、流出通道和汇总流出通道。本发明还提供了所述模拟滤过泡的微流控细胞培养装置的使用方法。本发明所述的模拟滤过泡的微流控细胞培养装置模拟了滤过泡的生物形态以及房水在眼内的单向、动态流动过程，可以在接近自然生理状态下培养细胞并研究其功能，对相关疾病的研究具有重要的意义。