本发明涉及微型反应装置（或微型反应器）领域，具体地说是一种基于中空泡沫材料的微型反应装置及其应用。该微型反应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。采用本专利所述的基于中空泡沫材料的微型反应装置，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、中空微通道管壁厚度均可调控。该微型反应装置具有如下优势特点：宏观三维连通开孔网络内进行高效的物质传递和热量传递；中空微通道的管壁本体能够将反应过程中的反应物富集相与产物富集相进行有效隔离，反应生成或需要的热量跨过中空微通道管壁本体进行传递或交换；单位体积的主要功能区具有较大的反应面积。