本发明涉及热量交换与热量管理领域，具体为一种基于中空泡沫材料的微通道换热装置及其应用。该微通道换热装置的主要功能区含有中空泡沫材料，该材料的结构在宏观上由三维连通的支撑骨架网络构建而成，支撑骨架自身为三维连通的具有中空结构的微通道。采用本发明所述的基于中空泡沫材料的微通道换热装置，其主要功能区的宏观三维连通开孔尺寸、三维连通的中空微通道内腔尺寸、微通道管壁厚度均可调控。该微通道换热装置的宏观三维连通开孔网络内进行高效的物质对流和热量传递，中空微通道的管壁本体能够将换热过程中的冷热两相进行有效隔离，热量跨过中空微通道管壁本体进行传递和交换，单位体积的换热功能区具有较大的换热面积。