本发明公开了一种高模量高韧性的环氧结构胶及其制备方法和应用。本发明所述环氧结构胶为A、B双组份胶，所述A组份的组成包括环氧树脂、环氧稀释剂、环氧接枝POSS、润湿分散剂、消泡剂、触变剂、细骨料；所述B组份的组成包括固化剂及固化促进剂；所述环氧接枝POSS为双官能环氧稀释剂接枝改性氨基POSS制得。本发明通过在体系中引入环氧接枝POSS，改善传统的环氧树脂存在的脆性大，断裂韧性不足的问题，提升材料断裂韧性及断裂伸长率的同时，保持或小幅提升材料力学强度及弹性模量，克服现有对环氧基材料增韧方法及手段通常存在增加材料断裂韧性及断裂伸长率的同时降低材料的力学强度及模量的问题。