本发明公开了一种棉花多目标性状相关单体型筛选方法及应用,包括以下步骤:(1)从田间取得的若干个陆地棉材料的嫩绿叶片提取其总DNA;(2)将上述DNA与illumina棉花SNP芯片进行芯片杂交;(3)获得所述陆地棉材料的SNP标记基因型及其基因组位置,获得陆地棉基因组26条染色体的连锁不平衡衰退距离;(4)获得陆地棉基因组的单体型草图及其标签标记信息;(5)获得与棉花不同目标性状表型显著关联的SNP标记;最终获得与棉花多个不同性状相关的单体型。并将其用于棉花产量、品质、熟性及抗病性的协同改良。本发明对于创制高产优质多抗的棉花育种新材料,培育高产、优质、多抗的棉花新品种具有重要的意义。