本发明公开了一种太阳能微聚光毛细蒸发海水淡化膜，属于太阳能集热和海水淡化技术领域。本发明包括亲水多孔材料、下层膜体、上层膜体和两个以上的海水淡化单元，每个淡化单元利用微聚光透镜聚光，加热底部的毛细碳纤维管束，由于毛细作用，海水被吸附至纤维管束上端面，在太阳光斑加热作用下蒸发，水蒸气在遇冷后凝结，凝结后的水滴被亲水纤维垫圈吸收，储存在亲水多孔材料中，最终实现海水淡化的目的。此太阳能淡化装置可折叠，携带方便，膜中大数量海水淡化微单元可有效的蒸发海水，实现高效轻便的海水淡化。