本发明公开了一种靶向α型叶酸受体的培美近红外荧光分子及其制备方法和应用，培美近红外荧光分子的结构式为：。所述的靶向α型叶酸受体的培美近红外荧光分子能够应用于制备治疗非小细胞肺癌的药物中。通过将临床批准的非小细胞肺癌化疗药物培美曲塞与新型培美近红外荧光分子对非小细胞肺癌药效对比，这种新型培美近红外荧光分子相较于培美曲塞，对非小细胞肺癌的生长抑制效果提升了三倍，以及在抑制肿瘤组织生长方面相较于培美曲塞具有显著性差异。同时该分子的设计策略是将已经获得的临床批准的治疗剂组合在一起，具有较好的成药性与生物安全性。