本发明公开了一种二氧化钛-M相二氧化钒复合纳米颗粒及其制备方法。复合纳米颗粒为粒径20~150nm的核壳结构,其由摩尔比为1∶3~11的金红石相二氧化钛和M相二氧化钒组成,核为粒径为10~15nm的金红石相二氧化钛、壳为M相二氧化钒,壳在核的表面有外延生长,壳中掺杂有钼,其钒与钼的原子百分比为88.77~96.26at%∶3.74~11.23at%;方法为先将五氧化二钒、二水合草酸和水混合后,向其中加入钼酸或钼酸铵并搅拌得混合溶液,再向混合溶液中加入金红石相二氧化钛后搅拌至少2h得前驱体混合液,之后,先将前驱体混合液置于密闭状态,于160~240℃下反应1~6d得悬浊状的反应液,再对其进行固液分离和洗涤的处理,制得目的产物。它具有近室温的相变温度和极好的红外调控性能。