本发明公开了一种基于物质循环的水生生物培养装置，其包括盛装有培养水体的壳体、位于壳体内的水生生物培养机构、废物煅烧矿化机构、收集机构以及物质循环结构。水生生物培养机构包括呈圆柱形布设的筛网、LED线条灯管和充气石。收集机构包括固定安装在所述壳体内且环绕布设的复合填料层。其中，所述复合填料层，其内包含钠、钾、钙、镁和铁元素的氧化物及其碳酸盐、硫酸盐和磷酸盐。本发明构建了完整的紧凑型地球生态系统生物地化循环闭环过程，在有限的空间中实现了物质循环利用，持续提供新鲜的食物供应，解决了有限生存空间中物质循环利用和生存的问题，为太空空间站、未来星际旅行等过程中的生命保障和食品供应提供了新思路。