本发明公开了一种板式燃料组件及反应堆堆芯，板式燃料组件包括金属筒体、设置在所述金属筒体内的多组燃料结构；多组所述燃料结构在所述金属筒体内依次叠设并且分别沿着所述金属筒体的长度方向延伸；每一组所述燃料结构包括燃料层、叠置在所述燃料层至少一侧的冷却层；所述冷却层上设有多个间隔排布的冷却剂通道，所述冷却剂通道贯穿所述冷却层的相对两端面并分别与所述金属筒体的两个开放端相连通。本发明的板式燃料组件，用于组成反应堆堆芯，通过燃料层和冷却层在金属筒体内叠置形成，结构强度高，通过冷却层多个冷却剂通道的设置，增大传热面积，提高传热面积与体积的比值，能够提高堆芯传热系数和传热密度，适用于构建小型堆芯、高温反应堆。