本发明公开了一种悬空聚合物薄膜的制备方法与应用。所述悬空聚合物薄膜的制备方法：包括以下步骤：S1取具有通孔结构的通孔基片，将所述通孔基片中所述通孔结构的一端以薄片封闭；S2向所述通孔结构的开放端中填充牺牲性材料并固化；S3将所述薄片剥离，并在剥离面涂覆聚合物；S4溶解或融化所述牺牲性材料，得到所述悬空聚合物薄膜。本发明方法，避免了传统悬空聚合物薄膜制备方法过程复杂、成品率低、灵活性差、转膜操作难、不易实现大面积薄膜制备等局限，可快速、灵活、高效、低成本地实现悬空聚合物薄膜的大面积制作，且有望促进悬空聚合物薄膜在材料学、生物学、传感器和光学等领域的推广和应用。