本发明提供一种胶原蛋白基冻干面膜及其制备方法和应用,涉及化妆品领域。该方法包括：将处理干净的动物皮依次进行碱处理和酸处理,得到酸溶胀皮；将酸溶胀皮清洗干净后加水进行粉碎研磨,得到胶原蛋白团,将所述胶原蛋白团加水进行研磨分散,得到胶原溶液；向胶原溶液中加入或不加入化妆品原料,在10000～20000r/min的速率下超高速搅拌；将超高速搅拌后的混合溶液灌装到面膜模具中,进行冷冻干燥；将冷冻干燥得到的面膜片进行真空热交联固化,冷却至室温后封装。本发明提供的面膜制备过程无需任何交联剂,避免了由交联剂引起的任何不良反应,减少对皮肤的刺激,还有效增加了面膜浸水后在湿态下的渗透性、稳定性、韧性和弹性,确保面膜的高效护肤效果。