本发明提供一种应力可调的悬浮应变薄膜结构及其制备方法，该方法包括以下步骤：S1：提供一自上而下依次包括顶层应变半导体层、埋氧层及半导体衬底的半导体结构，刻蚀顶层应变半导体层形成预设图形微结构及基座；所述微结构包括一对平板及连接于该一对平板之间的至少一条中心桥线；所述平板的外端连接于基座；S2：通过干法腐蚀去除所述微结构下方的埋氧层以释放微结构，使得所述平板应力弛豫，中心桥线应力增加。本发明通过弹性变形机制和图形化改变顶层应变半导体层本身的固有应力，使得平板应力弛豫，而中心桥线应力增加，从而实现应力大小及应力区域的调控，在绝缘体上应变半导体材料结构上制备高质量、大应变的应变纳米线，工艺简单高效。