本发明提供了一种多重变色丸芯及其制备方法和应用。所述多重变色丸芯由丸芯核层、多个色素层和设置于每对相邻的色素层之间的中间层组成。多个色素层的变色温度由外到内依次增加，随烟气温度逐渐升高，由外到内多个色素层颜色逐渐消失，从视觉上就会依次呈现多种颜色；而且所述中间层能够减少相邻色素层之间颜色叠加造成的颜色失真；丸芯核层以低导热材料、聚乙烯吡咯烷酮和微晶纤维素为原料，能够延缓返色现象的发生的同时，提高丸芯核层的强度、韧性和加工性能。所以，上述多重变色丸芯具有多重变色、脆碎度低、圆整度高等特点，将其应用到卷烟滤棒中能够满足卷烟滤棒的不同应用加工需求，还可以满足不同的消费习惯，以提升卷烟的消费体验。