本发明提供了一种水下油运输功能性结构及其制备方法和应用，属于机械表面工程技术领域。本发明提供的水下油运输功能性结构包括水下超亲油楔形区域和设置在所述水下超亲油楔形区域外围的水下超疏油区域；其中，所述水下超亲油楔形区域由阵列分布的楔形微结构形成，所述楔形微结构包括多个串联的楔形沟槽，串联的相邻两个楔形沟槽中，沿水下油运输方向，一个楔形沟槽的宽端与另一个楔形沟槽的窄端通过过渡圆弧连接；且每个楔形沟槽的底部设置有平行排布的阵列微沟道。本发明提供的功能性结构能够实现水下油的定向、长距离输送，尤其针对重油仍具有较好的定向输送效果，对于油水分离、水下油滴的操纵具有重要意义。