本发明涉及一种立体光栅及其制备方法和应用。该立体光栅的制备方法包括如下步骤：在印刷有经过3D处理图文信息的印张上设置透明层，且该透明层至少覆盖经过3D处理的图文信息；提供烫印膜，烫印膜包括依次层叠设置的基材层、离型层及胶粘层；将烫印膜覆盖在上述透明层上，使胶粘层的远离离型层的一侧面向透明层；从基材层的远离所述离型层的一侧进行烫印，使胶粘层粘附在透明层上；剥离烫印膜的基材层。与现有的制备立体光栅的模压工艺和凹版印刷工艺相比，上述使用烫印膜以烫印的方式制备立体光栅的方法，效率较高、成本较低，并且无需进行设备改造的立体光栅的制备办法。