本发明提供一种脑靶向制剂及其制备方法和应用。首先，本发明提供一种利用DNA纳米结构制备脑靶向制剂的方法，包括：1)构建DNA纳米结构；2)在DNA纳米结构上进行脑靶向肽的修饰，获得脑靶向肽修饰的DNA纳米结构；以及3)对DNA纳米结构或脑靶向肽修饰的DNA纳米结构进行荧光分子标记，制得脑靶向制剂。还提供一种脑靶向制剂及其在脑部疾病诊断成像以及治疗药物输送中的应用。本发明利用DNA纳米结构生物相容性好、可降解、分子和空间结构精确可控的特点，对其进行脑靶向功能化修饰和荧光标记后，使其跨越血脑屏障进入脑内，因此在脑部疾病的诊断成像、脑部疾病的治疗以及DNA纳米结构的生物成像领域中具有广阔的应用前景。