本发明涉及基因工程技术领域，具体涉及一种普通小球藻叶绿体同源重组空载体及其应用。重组空载体包括上下游同源臂，以及同源臂间设至少一个启动子和终止子，启动子和终止子之间插入与至少一个外源基因构成多顺反子结构的SEQ ID NO : 7所示的碱基序列；其中，上游同源臂含SEQ ID NO : 1所示碱基序列，下游同源臂含SEQ ID NO : 2所示碱基序列。采用本发明的普通小球藻叶绿体稳定表达系统, 可实现多个外源基因在叶绿体中稳定表达。