本发明公开一种毛细管尖端的共价有机纳米片复合结构及其制备方法和应用。所述复合结构包括毛细管和盖于所述毛细管的尖端的共价有机纳米片，所述共价有机纳米片为单分散的多孔二维薄片，所述毛细管的尖端与所述共价有机纳米片之间通过连接剂连接。该复合结构具有原子级可控的孔道结构。该结构制备方法简单，成本低，操作方便，结构可控性强，集合电化学分析技术，实现对生物分子过孔行为的高灵敏追踪以及单分子级别的电化学传感，为二维纳米孔研究提供了新的思路，解决了二维纳米孔孔径不可控，制备复杂，稳定性差的问题，在纳米孔电分析领域具有较大的发展潜力。