本发明提供一种生物质海绵及其制备方法及其用途。所述生物质海绵包含表面纳米晶化的含纤维素生物质材料和一种或多种金属离子以及任选地包含发泡剂和/或粘合剂，其由含有表面纳米晶化的含纤维素生物质材料的原料在任选不添加发泡剂和粘合剂的情况下通过冷冻干燥成型工艺得到。所述生物质海绵制备过程中，通过自身交联成型，无需添加发泡剂即可达到高力学强度。所述成型工艺选自冷冻干燥成型工艺。本发明所得到的高性能环保生物质海绵具有生产过程绿色环保、高孔隙率、高隔热性、优异的耐热性、使用过程中全程无有害挥发气体释放等特点，且原料为全生物质原料、可自然降解。