本发明提供一种改性木质素及其制备方法和应用，所述制备方法包括以下步骤：(1)将重均相对分子质量为10000～20000的乙酸木质素、水、亚硫酸钠加到反应釜中，反应，得到磺化木质素；(2)向步骤(1)得到的反应体系中逐滴添加环氧氯丙烷，反应，得到醚化的磺化木质素，即所述改性木质素。发明的方法以乙酸木质素为原料，比碱木质素和硫酸盐木质素的相对分子质量高，含无机物灰分少，且缩合结构含量较低，有利于后续的改性及应用。本发明的制备方法可以制得具有较高相对分子质量和较低酚羟基含量的醚化的磺化木质素，并且磺化度适中。该改性木质素作为染料分散剂应用时，具有良好的分散性和热稳定性。