本发明公开了一种含N-甲基洛美沙星的双-氟喹诺酮基噁二唑脲类衍生物及其制备方法和应用，其化学结构通式如下式I所示：通式I中，R为-CH2-CH3、环丙基或-CH2-CH2F；L为-Cl、-F、1-哌嗪基、取代的哌嗪-1-基或含氮稠杂环；X为-CH、-N、-CF或-COCH3；或R与X共同构成噁嗪环或噻嗪环。本发明的双-氟喹诺酮噁二唑脲类衍生物，实现了双-氟喹诺酮骨架及噁二唑杂环和功能基脲类的有机拼合，进而实现不同药效团的迁越与叠加，增加了氟喹诺酮的抗肿瘤活性和选择性，降低对正常细胞的毒副作用，可以作为抗肿瘤活性物质开发全新结构的抗肿瘤药物。