本发明公开了一种光学薄膜结构及其制备方法与应用。所述光学薄膜结构包括平行设置的第一、第二光学结构层，所述第一、第二光学结构层是光学反射和/或透射性的，所述第一、第二光学结构层之间设置有介质层，所述介质层与第一光学结构层、第二光学结构层的结合界面分别为所述介质层的第一表面、第二表面，所述第一表面、第二表面与介质层组成光学腔。本发明的光学薄膜结构显现出丰富多彩的反射/透射颜色，特别是在采用电致变色材料形成介质层时，通过调整施加在介质层上的电压大小等，还可实现该光学薄膜结构的结构色与电致变色的融合，使其显现出更为丰富多彩的颜色变化，从而可以在多个领域广泛应用。