本发明公开了一种基于垂直电极的三维相变存储器及制备方法，三维相变存储器包括：从下往上依次设置的第一二氧化硅层、第一字线电极层、第二二氧化硅层、第二字线电极层、第三二氧化硅层、第三字线电极层、第四二氧化硅层和第五二氧化硅层，垂直设置于第五二氧化硅层中的第一贯穿通孔，垂直设置的第二贯穿通孔以及位线电极；位线电极通过第一贯穿通孔延申到相变存储器结构表面。本发明中由于处于同一垂直方向上的所有存储单元共用同一位线电极，每个存储单元的字线电极均在水平方向，每个存储单元的功能层为共用的位线电极与相应的字线电极正对的功能层部分，只需要通过增加字线电极层与隔离层的层数，功能层只需要沉积一次，减小了工艺复杂度。