本申请涉及保温材料技术领域，特别涉及一种PU海绵基硅气凝胶毡及其制备方法。本申请提供的PU海绵基硅气凝胶毡的制备方法包括以下步骤：将硅氧烷、正硅酸酯、水和无水乙醇混合均匀，之后依次加入醋酸和十六烷基三甲基溴化铵进行加热反应，得到硅源水解液；向硅源水解液中加入碱催化剂，充分搅拌均匀，得到二氧化硅溶胶液；将PU海绵浸入二氧化硅溶胶液中进行浸胶处理，之后在常温条件下静止老化，得到PU海绵/硅气凝胶复合材料；将PU海绵/硅气凝胶复合材料加入无水乙醇中进行溶剂置换；对完成溶剂置换的PU海绵/硅气凝胶复合材料进行干燥，即得到PU海绵基硅气凝胶毡。本申请制得的PU海绵基硅气凝胶毡兼具良好的柔性、回弹性和极好的隔热保温性能。