本发明属于医学材料的技术领域，公开了一种改性树枝状PAMAM聚合物及其制备方法与应用。所述改性树枝状PAMAM聚合物的结构式为PAMAM?(NH?C(O)?O?R)n，其中R为叔胺基团取代的烷基，结构中?NH?来自PAMAM聚合物末端的胺基?NH2，n为大于0的整数；PAMAM聚合物优选为第4代或第5代PAMAM聚合物。本发明的改性树枝状PAMAM聚合物具有温度响应、pH响应、二氧化碳响应的性能，与未改性的PAMAM相比，其毒性显著降低。本发明的改性树枝状PAMAM聚合物在药物载体中的应用。