本发明公开了基于方形燃料组件的超高通量反应堆堆芯，涉及核反应堆技术领域，其技术方案要点是：包括反射层以及设于反射层内的堆芯活性区，其特征是，所述堆芯活性区设有中心孔道区、多个燃料组件以及多个控制棒组件，中心孔道区由冷却剂填充形成中心孔道组件；所述燃料组件、控制棒组件和中心孔道组件的截面均为正方形；多个所述燃料组件紧凑布置，多个控制棒组件布置在活性区外围，且中心孔道组件位于堆芯活性区的中心。本发明的堆芯在热功率不超过200MW，换料周期不低于100个满功率天，堆芯平均功率密度不超过1200MW/m³的情况下，堆芯最大中子通量超过1×10¹⁶n/cm²/s，具备很高的先进性和竞争力。