本发明涉及含长烷基支链聚氨酯弹性体及其制备方法与应用，所述含长烷基支链聚氨酯弹性体的分子结构式中包括三部分，其中Ａ部分来自Ｎ－正烷基二乙醇胺，Ｂ部分来自甲苯二异氰酸酯（ＴＤＩ），Ｃ部分来自分子量１０００的聚四氢呋喃醚二醇（ＰＴＭＧ）。所述制备方法包括：步骤１：Ｎ－正烷基二乙醇胺的制备；步骤２：－ＮＣＯ基团封端的含长烷基支链聚氨酯预聚体的制备；步骤３：含长烷基支链聚氨酯弹性体的制备。本发明还涉及该弹性体在汽车轮胎胎面中的应用。本发明既克服了短支链结构对聚氨酯弹性体力学性能的损害，又克服了现有的聚氨酯弹性体动态力学性能较差的显著的不足。