本发明公开了一种近红外二区发光/测温纳米探针及其制备方法和应用。所述近红外二区发光/测温纳米探针，包括SiO2核和包覆于所述SiO2核的四层壳层，所述壳层由内到外依次为激活层、过渡层、敏化层和惰性层；所述激活层为掺杂Er3+和Yb3+的Gd2O3层；所述过渡层为掺杂Yb3+的Gd2O3层；所述敏化层为掺杂Nd3+和Yb3+的Gd2O3层；所述惰性层为Gd2O3层。本发明通过设置核‑四层壳结构，使用多种稀土离子掺杂，在位于NIR‑I的808nm激发光下，能够发射波长位于NIR‑II的发射光，且显示出优异的温度依赖性，可同时应用于比率型纳米测温和基于荧光寿命的纳米测温。