本发明涉及一种海参状D相二氧化钒纳米粉体材料及其制备方法。该刺参状结构颗粒主体长约0.5~1μm,直径约200~400nm,表面刺参状结构由粒径2~3nm的纳米晶聚集而成。其制备方法为:在水热条件下以偏钒酸铵为钒源,草酸为还原剂,以水为溶剂在密闭容器中于200~260oC反应12~24h,制得海参状D相二氧化钒粉体。制备过程中通过严格控制初始反应物的浓度、摩尔比、反应体系的压力、反应温度、填充比等条件达到精确控制合成海参状D相二氧化钒的目的。该方法原料廉价易得,操作简单,易于控制,重复性好,无污染,利于工业化生产。产品具有较高的比表面积,可用作智能温控薄膜、气敏传感器和催化剂等领域。