本发明涉及纳米材料及其制备领域，公开了一种二维材料纳米卷及其制备方法和应用，其中，该二维材料纳米卷为通过采用溶液浸渍和/或滴涂在二维材料薄膜的表面上，从而使该二维材料薄膜自动卷曲而得到的；其中，该二维材料纳米卷为中空棒状，长度为50nm‑1cm，外直径为5‑500nm，内中空层直径为2‑100nm，层间距为0.3‑10nm；制备的基于该二维材料纳米卷的场效应晶体管的迁移率为8‑4000厘米/(伏·秒)。采用本发明的方法能够高收率地制备高质量的二维材料纳米卷，另外，该方法操作简单灵活，合成成本低，反应时间短。