本发明属于高分子膜材料技术领域，公开了一种自组装亲水性聚砜膜及其制备方法和应用。该方法包含以下具体步骤：（1）将1～10重量份功能性共混添加剂，5～50重量份致孔剂，10～100重量份聚砜，溶解于100～500重量份有机溶剂中，得到铸膜液；（2）将铸膜液倾倒在玻璃板上，刮制均匀；（3）静置后，将玻璃板浸泡于凝固浴中成膜，再放入水中浸泡，取出真空干燥，得到自组装亲水性聚砜膜。本发明通过将两亲性二元分子刷与膜基材共混，由相转移法得到在膜表面和膜孔分布亲水官能团的膜。本发明通过加入少量的分子刷即可达到有效提高膜亲水性的效果，不破坏基体膜的结构，不影响膜使用性能；且亲水膜性能稳定，可应用于纯水渗透中。