本发明涉及聚氨酯技术领域，具体涉及一种改性木质素多元醇及其聚氨酯热熔胶的制备方法。以羟基卤代烃为改性剂，将木质素上的酚羟基和羧基改性为醇羟基得到所述改性木质素多元醇。原始木质素中的酚羟基和羧基与聚氨酯反应活性低，通过羟基卤代烃亲核取代反应，将木质素上的酚羟基和羧基改性为与异氰酸酯反应活性高的醇羟基，从而提高木质素的溶解性及反应活性。利用改性木质素多元醇与异氰酸酯及其他辅助试剂，制成质地均一，胶接强度高的聚氨酯热熔胶。