本发明公开了一种靶向EGFR二聚化界面的单链抗体及其应用。所述融合蛋白含有从5’到3’依次连接的氨基酸序列如SEQ ID NO:1所示的重链可变区蛋白、连接肽、氨基酸序列如SEQ ID NO:3所示的轻链可变区蛋白的氨基酸序列。本发明构建并优化了靶向EGFR二聚化界面的单链抗体的基因及毕赤酵母工程菌,通过发酵及分离纯化获得了该单链抗体,即通过基因工程技术成功高效地制备了靶向EGFR二聚化界面的单链抗体,该抗体,相对分子质量较小,穿透性好,在对实体瘤治疗中,抑瘤效果大大提高,能有效抑制EGFR异常表达肿瘤细胞的增殖生长,这将为后续EGFR新型抑制剂的开发打下基础,有巨大的应用价值。