本发明涉及一种具有三基色正交上转换荧光特性的多级防伪材料及其应用，属于荧光防伪材料技术领域。本发明的防伪材料是由具有三基色正交上转换发光的五壳层核壳结构纳米颗粒和可消失墨水组成；五壳层核壳结构纳米颗粒由NaYF4主体基质掺杂敏化剂和激活剂构成。该防伪材料不仅可以在三个不同波长近红外光激发下产生相互独立的三基色上转换发光，而且在自然光下具有pH刺激响应的特性。本发明提供的防伪材料不仅拓展了正交发光纳米材料的应用范围，还解决了传统防伪材料存在的防伪技术单一、安全性低以及容易被复制的一些问题，增加了安全防伪的等级。本发明可用于机密信息的多级防伪。