本发明公开了一种高透过控温型掺镁二氧化钒/热致变色微胶囊双层相变涂层及其制备方法和应用，属于有机‑无机复合材料领域。首先，以五氧化二钒为钒源，氧化镁为镁源，通过水热法制备具有相变功能的掺镁二氧化钒；然后将掺镁二氧化钒以及热致变色微胶囊分别分散于聚氨酯中，制备掺镁二氧化钒乳液和热致变色微胶囊乳液；最后，将掺镁二氧化钒乳液先旋涂于基材表面，获得掺镁二氧化钒相变涂层；再将热致变色微胶囊乳液旋涂于覆有掺镁二氧化钒相变涂层的基材上，得到掺镁二氧化钒/热致变色微胶囊双层相变涂层。采用本发明所制备的掺镁二氧化钒/热致变色微胶囊双层相变涂层具有更加优良的光透过性，其光透过率提高50.87％、控温能力提升12.7％。