本发明涉及污水净化技术领域，具体涉及一种用于污水深度净化的微藻培养池‑人工湿地耦合系统，所述系统包括串联的微藻培养池和人工湿地；所述微藻培养池中设置有微藻捕获填料，微藻捕获填料捕获微藻后得到的含藻水通过连通人工湿地，捕获的部分微藻利用导流管通入人工湿地中远离液面的缺氧反硝化功能区。以污水作为培养基在微藻培养池中实现微藻的培养和污水的净化，将微藻培养池中80％以上的微藻生物质进行低成本回收，部分微藻通入人工湿地中远离液面的缺氧反硝化功能区，裂解的藻细胞作为碳源促进湿地中的反硝化作用；实现了污水中部分营养物质的资源化，以无能耗的方式解决了人工湿地的补氧问题及碳源缺乏问题，提高了总氮、总磷的去除率。