本发明涉及材料领域，公开了一种改性二氧化硅纳米颗粒及其制备方法和应用，其中，与二氧化硅颗粒共价连接的改性基团包括：由下式(1)所示结构表示的疏水基团以及由下式(2)所示结构表示的磷酸酯基团；其中，R1和R3各自独立地为C1-C5的烷基，R4为C1-C6的亚烷基，R5为C1-C10的烷基，R6为C7-C17的烷苯基。本发明通过在纳米二氧化硅表面接枝疏水基团甲基丙烯酸-(3-烷氧基硅基)-烷基酯，能够改善其疏水性能；同时首次接枝耐磨基团巯基烷基羰乙基磷酸酯，能够改善其在有机介质中的分散稳定性和用于润滑油添加剂的耐磨性能；并且，能够使得在将该改性二氧化硅纳米颗粒应用于降压增注化学剂时具有良好的降压效果。