本发明涉及再生医学领域，是一种调控干细胞体外三维定向分化的方法。本发明将干细胞包埋在含有硫酸软骨素的海藻酸钙微胶珠中，添加诱导分化培养液，通过改变制备微胶珠时海藻酸钠和硫酸软骨素的质量比调控干细胞体外定向分化，并且在分化结束后，可利用柠檬酸钠溶液溶解海藻酸钙微胶珠，进而得到纯净的分化细胞。本发明操作简单，成本低，含有硫酸软骨素的海藻酸钙微胶珠可以模拟体内三维细胞外基质，为干细胞提供近似体内的三维定向分化微环境，从而提高干细胞的定向分化效率和生物学功能，本发明将在再生医学应用中发挥重要作用。