本发明公开了一种GaAs基多层自组织量子点结构，涉及低维半导体量子点材料和结构的可控性生长技术领域，该结构包括：衬底、位于所述衬底上的缓冲层、位于所述缓冲层上的N层量子点层及位于所述N层量子点层之上的帽层，所述每两层量子点层之间设有间隔层，其特征在于，至少有一组相邻两层量子点层之间的间隔层为两层，两层间隔层之间还设有应变补偿层。还公开了一种制备上述GaAs基多层自组织量子点结构的方法。本发明消除了多层量子点之间的应变积累，从而有效地减小了各层量子点间的相互影响，解决了由于应变积累导致的上层量子点变大的问题，改善了多层量子点的均匀性，同时还提高了多层量子点结构的周期数及模式增益。