本发明提供一种纳米氧化钨及其制备方法和应用。该纳米氧化钨的制备方法包括如下步骤：1)将六氯化钨分散在有机烷溶剂中，得到分散液；2)将所述分散液在空气或氧气气氛下搅拌得到含氧前驱体，密封，在160～280℃下反应6～24h，反应得到的沉淀即为所述纳米氧化钨；所述搅拌的转速为200～500r/min，搅拌时间为3～6h。本发明提供的制备方法简便可行、绿色环保、原料易得、可控性高，所得到的纳米氧化钨尺寸均匀、无团聚、光催化性能好，因此可广泛应用于光催化降解染料及其他半导体光催化领域。