本发明公开了一种表面具有异质结抗菌膜层的钛植入体及其制备方法与应用。该方法包括:将钛植入体浸泡在碱液中,升温进行碱热处理,取出,干燥,得到二氧化钛纳米结构植入体;将二氧化钛纳米结构植入体浸泡在五水硝酸铋溶液中,升温进行水热处理,清洗,取出,干燥,得到所述表面具有异质结抗菌膜层的钛植入体。本发明通过在钛植入体表面构建异质结,使钛植入体具有良好的生物相容性的同时,在可见光作用下能实现高效的抗菌活性,从而提高骨植入体的骨结合力。