本发明公开了一种具有分级多孔结构的耐高温Hf<Sub>6</Sub>Ta<Sub>2</Sub>O<Sub>17</Sub>气凝胶的制备方法及应用，属于耐高温材料制备技术领域。所述制备方法的步骤包括：将铪盐和钽盐溶于有机溶剂中，加水水解，再加入促凝剂静置后形成湿凝胶，干燥后得到Hf<Sub>6</Sub>Ta<Sub>2</Sub>O<Sub>17</Sub>气凝胶前驱体，对所述Hf<Sub>6</Sub>Ta<Sub>2</Sub>O<Sub>17</Sub>气凝胶前驱体进行热处理，制得具有分级多孔结构的耐高温Hf<Sub>6</Sub>Ta<Sub>2</Sub>O<Sub>17</Sub>气凝胶。所述制得Hf<Sub>6</Sub>Ta<Sub>2</Sub>O<Sub>17</Sub>气凝胶拥有多级分孔结构、耐高温且隔热、结构完整不易发生热分解或相变、能够抵抗化学腐蚀和氧化，可广泛应用于航空航天、核能、化工等高温工作环境。