本发明提供一种用于磁共振成像的锥形阵列梯度线圈及其设计方法和应用，首先设定锥形阵列线圈结构，划分线圈元素；然后使用正交网格线将各线圈元素分割为网格单元，并在单元局部坐标系下，将单元电流密度用流函数的差分数值逼近表示；接着通过坐标变换，将基于局部坐标的电流密度，统一到全局笛卡尔坐标系下，从而确定各网格单元在全局坐标系下的特定点上产生的磁通密度梯度；最后，通过构造约束优化问题并使用非线性规划法求解来确定流函数和相应的线圈绕线样式，配置线圈电流。基于本发明方法所设计的阵列梯度线圈可以产生多种线性和非线性的梯度场，而且还能提高局部成像分辨率。