本发明公开了一种铌或铌镧掺杂钛酸锶纳米粉体及其制备方法及应用，其制备方法包括：如下步骤：(1)配制溶液A；(2)配制溶液B；(3)溶液A与溶液B混合制得溶液C；(4)溶液C中加碱制得前驱体溶液D；(5)前驱体溶液D反应干燥制得固体产物；(6)制得铌掺杂钛酸锶纳米粉体或铌镧掺杂钛酸锶纳米粉体。用铌或铌镧掺杂钛酸锶纳米粉体制备铌或铌镧掺杂钛酸锶热电陶瓷片的方法。本发明的优点：本发明采用水热法首次成功制备出纳米级铌掺杂钛酸锶粉体和铌镧掺杂钛酸锶粉体，掺杂浓度达到30％，并研究了其热电性能，得到目前在钛酸锶基热电陶瓷中最高的热电性能。