本发明涉及一种一体式可逆燃料电池水气分离结构，包括重力驱动的水气分离流道和膜电极组件(2)，所述的水气分离流道包括下凹状水流道(3)和上凸状气体流道(4)；所述的上凸状气体流道(4)和下凹状水流道(3)交错排列；所述的膜电极组件(2)与上凸状气体流道(4)和下凹状水流道(3)的流道壁对应成折线状；所述的上凸状气体流道(4)通过气体分配区(6)连接，下凹状水流道(3)通过水分配区(5)连接。与现有技术相比，本发明具有不仅使得水气流道分离，有效提高可逆燃料电池的水管理与反应催化效率，真正实现了电池高效双向可逆等优点。