本发明提供的是一种基于双芯光纤光操控的光片荧光显微成像方法和系统。其特征是：该装置的光操控部分由两条输出端面加工成特定角度的两芯光纤相向安装组成。其中一条两芯光纤输出端面附近形成的聚焦光场稳定捕获待测细胞调节另一条两芯光纤各纤芯的输出功率，使细胞绕特定轴线旋转。当细胞每旋转至一定角度并达到稳定状态后，利用光片荧光显微技术获取某一层面细胞的结构图像，最终获取细胞的三维结构图像。本发明构建的系统可实现获取活体单细胞的高时间和高空间分辨率三维结构图像，具有光损伤小、结构简单、成本低廉、操作简便等特点。可应用于生物学、医学和生命科学等众多研究领域。