本发明涉及生物医药与先进制造技术领域，具体涉及一种柔性微孔膜及应用其制备的细胞分离装置；本发明所述柔性微孔膜包括微孔孔径≥15μm，孔隙率≥50％的工作区域，还包括支撑区域，所述支撑区域赋予工作区域刚性、硬度和机械强度，避免其发生变形；本发明还提供了一种细胞分离装置，所述细胞分离装置包括至少一个初级分离膜和至少一个末级分离膜，所述初级分离膜采用本发明所述的柔性微孔膜，所述初级分离膜用以分离复杂液体样品的大块背景成分和细胞成分，防止分离膜的堵塞，增加通量，所述末级分离膜孔径≤15μm，孔隙率≥25％，过滤截留液体样品后，初级分离膜和末级分离膜都可于显微镜下观察，增加目标物阳性检出率，实用性好。