本发明公开了一种拱型自供氧余热利用式直接甲醇燃料电池，包括拱形壳体、渗透汽化膜、中心反应部分、氧气发生腔与热力循环系统；所述渗透汽化膜将拱形壳体分割为甲醇燃料腔和蒸汽腔；所述蒸汽腔中设置有气体缓冲结构；气体缓冲结构包括第一疏水纤维板和与第一疏水纤维板间隔设置的第一亲水多孔板；中心反应部分设置有阳极流场板、膜电极和阴极流场板，膜电极位于阳极流场板和阴极流场板中间，阳极流场板与膜电极的阳极侧之间设置有第二亲水多孔板；膜电极的阴极侧与阴极流场板之间设置有第二疏水纤维板；所述氧气发生腔设有双层的第三疏水纤维板。本发明有效地提高了电池能量密度，实现电池高浓度甲醇甚至纯甲醇供料，从而延长电池的工作时间。