本发明公开了一种多功能反硝化微生物燃料电池。它主要由阳极室、阴极室、膜组件和外电路系统组成，通过在阳极室中接种反硝化污泥，引入有机含氮废水作为燃料，阴极室引入氧化剂作为电子受体，反硝化菌降解有机含氮废水并释放电子，释放的电子被阴极室电子受体接收而产生电能，在此过程中，负载两端的输出电压与阳极液中有机物、硝酸盐氮和亚硝酸盐氮浓度线性相关，可用于指示反硝化进程。本发明具有同步脱氮除碳、生物产电和反硝化进程指示等多种功能，克服了传统生物脱氮技术的缺点，能有效回收含氮废水中蕴含的能量，降低生物脱氮成本，并可以电信号指示生物脱氮过程，实现基于电信号的优化控制。