本发明提供了一种介电层、离子电容式柔性触觉传感器及其制备方法和应用，所述介电层的表面设置有至少两个不同微米尺寸的凸起结构，所述介电层的表面还设置有凹槽结构，所述凹槽结构用于承接压力作用下压入的凸起结构；介电层通过分级自填充微结构的设置，使介电层在超宽压力范围内显示出较大的可压缩性和变形性；该介电层应用于电容式柔性触觉传感器使得传感器具有较高的灵敏度、较宽的响应范围、较低的检出限、较快的响应时间、较好的稳定性以及极高的压力分辨率；其在机器人、人体健康监测以及高压传感领域等具有较大的应用前景。