本發明涉及一種PMO薄膜的制備方法及應用;其中制備方法包括如下步驟:(1)提供酰氯化合物;(2)制備前驅體分子溶液;將所述酰氯化合物、3-氨基丙基三乙氧基硅烷及三乙胺混合,反應制得前驅體分子溶液;酰氯化合物:3-氨基丙基三乙氧基硅烷:三乙胺的摩爾比為0.5~1:1~2:1.2~2.4;前驅體分子的結構式為:(3)制備涂膜溶液:向前驅體分子溶液中加入模板劑、溶劑和稀鹽酸,制得涂膜溶液,模板劑的添加量為0~100%;(4)制備PMO薄膜;將涂膜溶液涂于基底表面,固化,制得PMO薄膜。本方法通過增大分子孔隙體積、降低分子極性、提高交聯度,達到新型PMO薄膜介電常數的降低和力學性質的保障。