本发明公开一种精油组合物及其应用，所述精油组合物中包括山苍子精油和牛至精油，其中，所述精油组合物中按质量分数计含10～30％的山苍子精油和70～90％的牛至精油。该精油组合物可充分发挥两种精油的协同作用，不仅具有植物精油的绿色、安全的特点，还可以在减少精油用量的同时，提高防霉抑菌性能，也拓宽其抑菌谱，尤其在抑制赭曲霉、黄曲霉和黑曲霉方面展现出高效的防霉抑菌性能，相比于单独使用任一精油，大幅降低了使用浓度，显著降低了使用成本，因此不仅能够控制和改善我国粮油食品储藏运输流通环节真菌及真菌毒素的危害和污染，还能保障粮油食品安全，促进社会可持续发展。