本发明提供了一种用于提高细胞纯度的磁分选的三维微流控芯片,包括依次连接的进口单元、横向磁分选单元、竖向磁分选单元以及出口单元;横向磁分选单元的磁吸引力方向为横向方向;竖向磁分选单元的磁吸引力方向为竖向向上方向。本发明还提供了一种用于提高细胞纯度的磁分选的方法。本发明提出先富集后纯化的理念,具有集成化高、操作简单、细胞分选纯度高和通量大的优点。此外,本发明还具有细胞回收率高、通量大、制造工艺简单、成本低等特点。