A key criterion in microbial fuel cell (MFC) design is that the bio-electrochemical reaction betweenbacteria and the bulk solution should occur evenly on the electrode surface in order to improveelectricity generation. However, experimental optimization of MFC design over a wide range ofconditions is limited. Computational fluid dynamics (CFD) technology makes it possible to evaluatephysicochemical phenomena such as fluid flows, mass transfer and chemical reaction, which canassist in system optimization. Twelve MFCs (M1?M12) with different internal structures weresubjected to CFD analysis. The dead (DS) and working spaces (WS) of the anode compartment werecalculated. The flow patterns of the anodic fluid varied according to the internal structures. The WSwhere the bio-electrochemical reaction can actually occur varied over the range of 0.14?0.57 m2.Based on the above results, the power densities were estimated under the assumption that amonolayer biofilm was formed on the electrode. M11, with 18 rectangular-type internal structures,showed the largest WS of 0.57 m2 and a theoretical maximum power density of 0.54 W/m2. Althoughthe optimization of the MFC configuration with only CFD analysis remains limited, the present studyresults are expected to provide fundamental data for MFC optimization.