本发明公开了一种中药组分筛选三维芯片的制备方法及其应用。芯片包括支撑层、引发剂层和高分子刷层；所述引发剂层通过金属‑硫键共价锚定于支撑层上；所述高分子刷层共价结合于引发剂层上。本发明的中药组分筛选三维芯片能固定不同结构药物小分子或中药组分；此外，该芯片是三维的结构及在高分子层中引入强抗非特异性单体，使得该中药组分筛选三维芯片不但大大提高了药物小分子或中药组分的固定量，显著增强了芯片的传感信号，还解决了小分子阵列芯片特异性差的问题。