本发明实施例涉及一种纤维素纳米晶粉体及其制备方法、应用，涉及纳米材料领域，制备方法包括如下步骤：1)将纤维素纳米晶分散于水中，调节pH值至7；2)向步骤1)的水分散液中加入羧酸盐，搅拌均匀；3)向步骤2)的体系中加入单体和硝酸铈铵引发剂，反应0.5～3h，得沉淀，将沉淀进行抽滤、洗涤、干燥，得到纤维素纳米晶粉体。本发明通过在硝酸铈铵引发纤维素纳米晶接枝聚合物改性体系中外加极少量羧酸盐，利用羧酸盐对硝酸铈铵中起引发作用的铈离子的络合作用，抑制了铈离子的水解，实现了硝酸铈铵在无酸条件下引发聚合反应，从而实现聚醋酸乙烯酯单体在纤维素纳米晶表面的聚合，本发明的制备方法不受纤维素纳米晶表面官能团的限制。