本发明提供一种水性碳纳米管/环氧树脂分散体系的散热涂料及其制备方法和应用，涉及水性涂料技术领域。本发明提供的水性碳纳米管/环氧树脂分散体系的散热涂料，包括以下质量份数的组分：10～20份水性环氧树脂、5～15份亲水性碳纳米管、5～20份亲水性高岭土、0～10份水、1～5份消泡剂、1～5份流平剂和3～10份双组份水性环氧树脂固化剂。本发明提供的水性碳纳米管/环氧树脂分散体系的散热涂料中亲水性碳纳米管的分散性好，具有优异的散热性能，能够解决常规导热涂料因碳纳米管的分散性差而导致的散热性差的技术问题，且本发明提供的散热涂料的原料环保，制得的散热涂料的VOC的排放量少。