本发明公开了一种3D细胞培养材料及其应用。所述三维细胞培养材料包括PEG8000 Fe₃O₄、PEG400 Fe₃O₄和NH₂Fe₃O₄。本发明三维细胞培养材料可长时间保持微环境pH和细胞因子活性和浓度，更有利于细胞的快速生长、增殖以及细胞活的维持。在本发明中，三维细胞培养材料中纳米粒NH₂Fe₃O₄方便、容易的固定细胞因子，束胶的外残基能以氢键在低浓度戊二醛的条件下结合细胞因子蛋白。防止了蛋白在水基中游离产生培养效率的低下。本发明三维细胞培养材料对肿瘤细胞、干细胞分化的抑制和培养具有良好的效果；且可满足对不同的原代哺乳动物细胞的培养。