本发明属于细胞生物学领域，具体涉及一种用于研究胶质瘤干细胞血管拟态的体外三维培养模型及应用。所述体外三维培养模型的制备按照如下步骤进行：将三维胶原支架置于DMEM培养基中浸泡6-24小时后取出，去除三维胶原支架上黏附的多余的DMEM得预处理三维胶原支架，将预处理三维胶原支架置于细胞培养板中，将成球的胶质瘤干细胞种植于预处理三维胶原支架中，于37℃静置2-6小时后，加入内皮培养基，37℃培养2-4天，即得到用于研究胶质瘤干细胞血管拟态的体外三维培养模型。该体外三维培养模型各种操作过程均在室温下进行，可在原位进行各种染色，包括免疫组化、免疫荧光染色；可进行电镜检测；可直接消化后进行RT-PCR及Western Blot检测。