本发明涉及一种温敏水凝胶封装线粒体的应用，属于生物医药技术领域。本发明提供一种温敏水凝胶封装线粒体在制备预防或治疗心肌损伤的药物上的应用和在制备预防或治疗心肌缺血再灌注损伤的药物上的应用；温敏水凝胶封装线粒体作为体内移植物的应用；温敏水凝胶通过封装线粒体输送至目标区域，在制备预防或治疗性药物上的应用。本发明通过使用亲水性能佳、生物相容性良好的水凝胶作为线粒体移植的载体，从而增加心肌细胞对线粒体的摄取率，改善缺血心肌细胞的能量代谢和机械收缩与舒张功能，延缓心衰的发生。通过本发明能够叠加水凝胶改善损伤心肌力学微环境和线粒体移植的效果，具有重要的临床推广与应用价值。