本发明公开了一种室温优化Si衬底上NbN薄膜超导转变温度的方法及其应用，包括以下步骤：固定Si衬底温度为室温，溅射功率为100W～300W，沉积气压为1mTorr～5mTorr，反应气体N2和工作气体Ar的气体质量流量比为15％～35％，溅射时间为1200s～1500s，在Si衬底上沉积得到具有高超导转变温度的NbN超导薄膜。本发明方法制备出的NbN超导薄膜的超导转变温度能够达到14.07K，且沉积温度为室温，制备方法简单可靠，可重复性好，可工业批量化生产，同时为后续NbN超导材料的机制研究、超导动态电感探测器研制及其工程应用提供了有力的材料支撑。