本发明提供了一种具有CO2刺激响应增黏特性的表面活性剂及其制备方法，以及在压裂液中的应用，属于油田填增产改造领域。本发明所公开的表面活性剂由二乙醇胺、环氧氯丙烷、不饱和脂肪酸酰基丙基二甲基叔胺为原料制备的一种结构中同时含有叔胺和季铵的表面活性剂。本发明的整个制备过程简单、所得到的表面活性剂具有CO2刺激响应增黏特性，而且当CO2被置换出来后，黏度会降低，实现顺利返排，可用于天然气、煤层气等的水力压裂，由该表面活性剂和CO2制备的清洁压裂液不仅对地层岩石有一定的溶蚀作用，而且可以置换天然气。