本发明涉及纳米材料，具体的说是一种聚二甲基硅氧烷中空纳米微球和制备方法及其应用，其制备过程可按以下方法进行：将油溶性聚二甲基硅氧烷预聚物在油包水型微乳液进行聚合，反应一定时间后，除去油相溶剂、表面活性剂、水等，得到聚二甲基硅氧烷中空纳米微球。该种聚二甲基硅氧烷中空纳米微球可用于气体分离膜和渗透汽化膜的制备。