本发明公开一种双配体金纳米粒子水溶液及其制备方法和应用。该制备方法具体为：将巯基小分子化合物A水溶液加入到溶剂中，在油浴和搅拌的条件下加入氯金酸水溶液，搅拌反应，冷却后进行透析，得到单配体金纳米粒子水溶液；将单配体金纳米粒子水溶液加入到巯基小分子化合物B水溶液中，搅拌反应后进行透析，得到双配体金纳米粒子水溶液。本发明合成方法工艺简单，耗能低，成本低廉，易于大规模生产。本发明合成的双配体金纳米粒子水溶液比单配体的产生单线态氧速率至少提高了87％以上，体外癌细胞模型中表明双配体金纳米粒子水溶液在光照条件下比单配体金纳米粒子水溶液抑制癌细胞的生长更明显。