本发明属于质谱成像领域，具体涉及一种高分辨质谱成像系统图像采集半导体薄膜、制备方法及应用。本发明所述高分辨质谱成像系统图像采集半导体薄膜，通过如下方法制备得到：称取半导体纳米颗粒，首先置于马弗炉中灼烧，进一步用玛瑙研钵磨细，使其分散均匀，得到半导体纳米粉末；最后将半导体纳米粉末置于压片机中压制得到半导体薄膜。本发明利用半导体纳米材料的激光诱导隧道电子俘获原理使样品分子离子化，无背景干扰，克服了常规MALDI基质的局限性，所述半导体薄膜简单易得，质谱信号稳定，表面均匀光滑，不产生背景干扰，可用于指纹分析和动植物组织切片分析，特别适合于小分子物质的准确质谱成像，便于质量控制和产业化。