本发明公开了一种解决多热源高热流密度与高热功率的多层微通道散热器及其运行方法，属于微通道散热技术领域。一种解决多热源高热流密度与高热功率的多层微通道散热器，解决多热源高热流密度与高热功率的多层微通道散热器包括上盖板、下盖板和流道基体，上盖板和下盖板分别与流道基体的两侧紧密连接，流道基体内设置有流通的冷却工质。本发明的微通道散热器具有轻量、结构紧凑、可调层数、高效换热、制造简便、布置灵活、减轻重量、方便安装、适应高热流密度与大热功率多热源等有益效果，为电子设备提供了可靠的散热解决方案。