本发明公开了一种改善骨关节炎的保健水球、制备方法及其应用。所述的保健水球包括水球内容物、包覆在水球内容物上的第一层膜和包覆在第一层膜的第二层膜，其中，所述水球内容物包含透明质酸或其盐、羧甲基纤维素钠、海洋鱼胶原低聚肽、黄芪、赤芍和骨碎补。本发明提供的保健水球双层膜保护，外层特定分子量的壳聚糖不仅具有改善骨关节效果，且与羧甲基纤维素钠形成聚电解质，使得缓释效果更优，并且低分子透明质酸或其盐与高分子透明质酸或其盐采用合理的配比，不仅快速达到改善骨关节炎效果，而且高分子透明质酸或其盐具有缓释效果。