本发明属于生物医药用高分子聚合物材料技术领域，公开了一种pH/温度双重敏感的两亲性四臂星型聚合物及其制备方法与应用。本发明pH/温度双重敏感的两亲性四臂星型聚合物，结构式为(PCL?b?PDMAEMA?b?PPEGMA)4，具有以下结构：其中，R为x＝13～18；y＝5～9；z＝1～3；k＝3～7。本发明还提供上述pH/温度双重敏感的两亲性四臂星型聚合物的制备方法。本发明聚合物在室温下，可在缓冲溶液中自组装成胶束，可以包载大量的疏水药物，在达到体温后形成水凝胶。这种双重的包载药物的形式使其不易突释，降低了药物对正常组织的伤害；可应用于生物医药高分子材料领域中的应用及在包载疏水性抗癌药物中。