本发明属于光动力治疗技术领域，公开了一种自携氧线粒体靶向光动力治疗纳米平台、制备方法及应用。制备方法包括通过两步加硅源法调控其生长结构获得偏心有机氧化硅和水热刻蚀法获得偏心中介孔有机氧化硅，在其表面进行功能化修饰线粒体靶向分与光敏剂，在空腔内装载低沸点自携氧特性的全氟化碳。制备得到的光动力治疗纳米平台具有大的内部空腔以及介孔孔道，能够高效率装载携氧全氟化碳分子靶向至线粒体并且在特定波长激光照射后具有高的单线态氧产生特性和癌细胞杀伤特性。制备方法简便易得，且得到的产物产率高，在肿瘤光动力治疗等领域具有巨大的应用潜力。