本发明公开了一种高空间环境稳定性正钛酸锌粉体、制备方法及应用，涉及航天器热控涂层填料技术领域。方法包括：将氯化锌、钛酸丁酯和无水乙醇混合搅拌均匀制得A组分，将二水合草酸和去离子水混合搅均匀制得B组分；在15‑25℃的恒温环境下，保持搅拌的同时，将A组分滴加至B组分中，滴加完毕后，继续搅拌1‑3h，得到C组分；在15‑25℃的恒温环境下，保持搅拌的同时，通过氨水调节C组分的pH值为9.5‑10.5，继续搅拌4‑8h后，静置陈化制得D组分；将D组分中的沉淀过滤洗涤后，进行固相烧结处理得到正钛酸锌前体；对正钛酸锌前体进行酸洗提纯后得到提纯正钛酸锌粉体；对提纯正钛酸锌粉体进行等离子烧结处理。本发明能够制备得到高空间环境稳定性正钛酸锌粉体。