本发明提出了一种高压环境海洋微生物富集培养与重力式分离装置，包括富集与多层级纯化单元和重力式分离培养单元；在构建与海洋环境一致的高压、低温环境下，富集与多层级纯化单元用于实现对海洋微生物的富集与多层级纯化过程，得到海洋微生物富集菌液并将海洋微生物富集菌液注入重力式分离培养单元中；重力式分离培养单元用于在高压环境进行利用重力作用进行自动划线，实现海洋微生物的固体分离和培养，有效地提高海洋微生物的可培养性。本发明通过重塑原位环境进行海洋微生物的富集培养与分离，解决分离纯培养海洋高压环境微生物的难题，有效的提高海洋微生物的可培养性，为开发利用深海微生物资源提供重要的基础手段。