本发明提供了一种表面修饰空心玻璃微珠及其制备方法与高温高强低密度水泥浆。该制备方法包括：对空心玻璃微珠进行碱刻蚀，并配置成溶液；向溶液中加入硅烷偶联剂，然后与含碳‑碳双键的酰胺基单体、含碳‑碳双键的磷酸酯类单体混合，加入引发剂进行反应，加入阻聚剂，经过洗涤、喷雾干燥得到所述表面修饰空心玻璃微珠。本发明还提供了基于上述表面修饰空心玻璃微珠制备的高温高强低密度水泥浆。本发明所提供的抗高温高强度低密度水泥浆的密度可调，抗压强度高，API失水量少、流变性能好、游离液为0、密度差小；能够为降低固井施工过程中的井漏风险，保证复杂深层深井超深井难动用储量和非常规油气资源的勘探开发效益等提供有力的技术支撑。