本发明提出一种共聚聚酰亚胺薄膜及其制备方法和应用,属于高分子膜分离技术领域。所述共聚聚酰亚胺薄膜,具有如式I或式II所示结构：式I,式II；式I、式II均包括聚合度为m的含负载醚氧基团二酐单体的部分,聚合度为n的含未负载醚氧基团二酐单体的部分。所得共聚聚酰亚胺薄膜,主要用于气体分离。其含联苯单元间醚氧基团存在的单体,通过调整含负载醚氧基团二酐单体的部分,与含未负载醚氧基团二酐单体的部分的适宜比例,限制了苯环间的旋转运动,提高了聚合物链的刚性及自由体积,使得聚合物具有更高的渗透性,同时能够平衡选择性。