本发明涉及一种基于三相分离的声光催化反应装置，包括反应池、超声换能器、曝气管、三相分离组件、灯源，反应池上端封闭，所述灯源安装在反应池内中部或内壁上，三相分离组件安装在反应池内上部，曝气管安装在反应池内下部，超声换能器安装在反应池周侧壁，所述三相分离组件包括集气罩、沉降斜面、溢流堰，所述集气罩安装在反应池中部，集气罩经管路连通反应池上端的排气口，溢流堰位于沉降斜面上方，溢流堰设置在出水口输入端，沉降斜面、溢流堰均安装在反应池侧壁，集气罩与反应池内液面之间形成气室，本装置具有声光催化功能，催化活性高、高效节能，能够连续有效的处理难降解污染物。