本发明涉及一种基于同位素工程进行光谱发射率调控的方法及其应用，其包括，对待调控器件的至少一个组件进行以下同位素工程优化设计：利用不同同位素配比来调节所述组件的材料光与物质相互作用的过程，以达到目标光谱发射参数。该方法适用于包括如热二极管、热开关、热光伏电池、红外探测器等热辐射、红外探测等以需要进行光谱发射率调控的器件。此外，该方法还能通过与其他机制结合，对目标参数进行可控优化设计，实现材料多尺度、多维度的全局物性提升，有助于实现具有成本效益、晶圆规模和无光刻的选择发射器的设计，为红外探测、热辐射调控、辐射制冷等众多领域的器件发展提供新的设计思路和方法。