本发明公开了一种多羧基聚合物改性的聚乳酸共混树脂，是由聚乳酸树脂和多羧基聚合物组成的，其特征在于：每100g聚乳酸树脂中添加0.1g至50g的多羧基聚合物。本发明还公开了所述的多羧基聚合物改性的聚乳酸共混树脂的制备方法和应用。与纯聚乳酸薄膜相比，其薄膜的吹胀比、断裂伸长率和强度均有比较明显的提高。多羧基聚合物改性聚乳酸树脂后，共混树脂薄膜的韧性和强度得到明显改善，且改善效果不受聚乳酸及多羧基聚合物种类和来源的限制，该方法多羧基聚合物易于推广应用。