本发明涉及一种聚酰胺酸溶液及其制备方法和应用，属于高分子材料技术领域，聚酰胺酸溶液包括聚酰胺酸、非质子极性溶剂和离子液体，其中，所述离子液体的沸点大于350℃；所述聚酰胺酸包含如下结构式的化合物：式中，X为碳原子数为4‑30的脂肪环族或芳香环族的4价四羧酸二酐残基；Y为碳原子数为4‑30的脂肪环族或芳香环族的2价二胺残基；n为10‑600的整数。本发明通过在聚酰胺酸溶液中引入了离子液体，在制备聚酰亚胺时，离子液体与聚酰亚胺分子之间存在着强烈的相互作用力，将聚酰亚胺分子链隔开，减少了分子链之间的相互缠结，让链段更趋向于有序排列，使得聚酰亚胺膜的热分解温度升高，热膨胀系数下降。