本发明涉及一种高效稀有细胞捕获集成芯片及其制作方法和应用方法，适用于血液中内皮前驱细胞以及循环肿瘤细胞的捕获及与之相关的体外早期诊断、化疗药物评估、肿瘤复发监测及药物开发等。芯片包括基体和基片；基体上设置有样品通道和进出口、缓冲液通道和出入口；缓冲液通道中部有与样品通道汇合的、具有细胞捕获组件和流体控制组件的通道交汇腔。制作方法包括基体及基片制作和键合程序。应用方法包括高温灭菌、表面及特异修饰和细胞捕获、固定及染色；本发明优点是：解决了在细胞捕获过程中细胞堵塞问题，同时能在短的通道中实现迅速、高效、可靠地细胞捕获和检测，而且芯片集成化程度高、结构灵巧、操作简便和制作工艺简单，应用方便、可靠、且效率高。