本发明属于先进功能光纤材料制备技术领域，公开了一种光、电、化学传感与微流体给药功能集成的多材料光纤及其应用。所述多材料光纤，包括光纤以及贵金属纳米颗粒层，贵金属纳米颗粒层设置在光纤的一个端面；所述光纤包括光纤纤芯，包覆纤芯的内包层，导电金属芯，微流体通道以及包覆内包层、导电金属芯和微流体通道的光纤外包层；导电金属芯和微流体通道位于内包层之外、外包层中的区域。本发明通过将光波导通道、电传输通道和微流体通道直接复合到单一光纤中，实现了光、电和化学信号传感功能与给药功能在单一光纤的集成，这种多材料光纤应用于神经科学、脑科学领域。