本发明涉及一种核壳结构的二氧化硅微球及其制备方法，所述制备方法包括如下步骤：1)将纳米二氧化硅与添加剂混合后，压制成块体；其中，所述添加剂为可在高温下烧尽的粉末材料；2)将所述块体置于空气中，进行高温煅烧；3)将高温煅烧后的块体浸泡至高熔点的熔盐中，取出后清洗，即得所述核壳结构的二氧化硅微球。本发明通过对二氧化硅微球粒度及结构的控制，本发明制备的大孔核壳结构的二氧化硅微球在高效液相色谱分离技术应用中，内层实心，增加填料的机械稳定性，增强色谱床层的渗透性和热传导性；外层大孔，尤其适用于生物分子的分离分析，分离效率高，大分子依然存留活性。