本发明涉及一种乙烯氧化水合制乙二醇催化剂的制备方法，包括以下步骤：将钛硅分子筛原粉浸渍于草酸铌溶液中，加热搅拌，静置老化获得催化剂中间体；然后固液分离、洗涤、干燥、烘干、在惰性气氛下焙烧，冷却后得到铌改性的钛硅分子筛催化剂产品。本发明还涉及一种乙烯氧化水合制乙二醇催化剂以及一种乙烯氧化水合制乙二醇的方法。本发明方法制备的催化剂中，铌与钛硅分子筛结合力强，且经铌改性后的钛硅分子筛在乙烯氧化和水合过程中具有双功能的催化效果，既可以催化乙烯环氧化，又可以催化环氧乙烷水合，表现出较好的催化活性及选择性，两者耦合实现乙烯一步法制备乙二醇，简化目前工业上乙二醇合成的工艺流程。