本发明涉及橡胶防老剂领域，公开了一种二氧化硅基改性防老剂及其制备方法和应用，该改性防老剂为由防老剂修饰二氧化硅后获得的，所述防老剂为胺类化合物，且所述胺类化合物与所述二氧化硅通过硅烷偶联剂偶联以进行所述修饰，其中，所述胺类化合物与所述硅烷偶联剂，以及所述硅烷偶联剂与所述二氧化硅均通过化学键连接，且所述硅烷偶联剂与所述二氧化硅之间的化学键通过缩合反应形成。本发明提供的二氧化硅基改性防老剂具有良好的抗挥发性和抗溶剂抽提性，能有效提高橡胶的热稳定性和热氧稳定性。