本发明公开了一种表面功能化的磷光微球，其特征在于所述微球包括以下组成：聚甲基丙烯酸甲酯的聚合物或共聚体，所述聚合物或共聚体形成封装基体，且甲基丙烯酸甲酯单体至少占所述磷光微球的总重量的50％；磷光分子，所述磷光分子在无氧或低氧环境下产生磷光，且均匀分布在所述的聚甲基丙烯酸甲酯的聚合物或共聚体形成的封装基体中；所述微球表面具有一种或一种以上的官能团，所述官能团直接与配体或生物学大分子反应形成微球表面的共价键连接，所述表面官能团也可以激活后与配体或生物学大分子进行共价标记；所述磷光微球的粒径在40纳米到10微米之间。这些磷光微粒有效地抑制在外界环境下三重态氧与受激发的三重态磷光分子之间的直接相互作用，从而具有强磷光性，甚至在室温条件下，这些微球也能保持相当长时间的磷光性，可以应用于医疗诊断、生物检测、环境监测和食品安全监测以及不同物种检测技术领域中。