本发明公开了一种利用生物质原料制备低聚木糖的方法及其在制备饲料添加剂中的应用，其制备方法包括：将含木质纤维素的生物质原料除杂粉碎后，加水混匀并加入到高压反应釜中，在170‑220℃和均质搅拌的条件下亚临界水热水解反应，反应结束后迅速降温至常温，固液分离后收集水解混合液，最后经后处理，即可。本发明通过一步亚临界水热水解反应即可完成低聚木糖的制备，通过协同优化生物质原料粉碎后的粒径和亚临界水热水解反应条件，既能显著提高低聚木糖的产率，还能有效降低副产物的生成；制备的低聚木糖中富含多糖活性成分，可有效促进动物对饲料的利用；制备过程避免了麦芽糊精、玉米淀粉和β‑环糊精等辅料的使用，可显著降低生产成本。