一种具有双交错网络的多孔骨架及其制备方法和应用，属于多孔材料技术领域。本发明制备方法包括：1)制备第一填料混合物；2)获得具有双取向结构、宏观呈现径向放射状的第一多孔骨架；3)制备第二填料混合物；4)获得第二多孔骨架；5)将第二多孔骨架进行烧结热处理，得到具有双交错网络的多孔骨架。本发明制备的多孔骨架以第一填料骨架为基本结构单元、第二填料骨架为填充结构单元，共同构成双交错骨架结构，在保证有序三维结构的同时显著提高了填料含量。制得的多孔骨架可作为导热填料应用于热界面材料中，提高复合材料的导热系数。本发明解决了传统冰模板法中填料含量低的技术瓶颈，制备过程简单，成本低，应用广泛。