本发明提供了一种发光热致变色荧光材料及其制备方法和应用。本发明的发光热致变色荧光材料的化学式为：Ca2‑2xAl0.997TaO6:0.003Mn4+,xTb3+。本发明的发光热致变色荧光材料的制备方法包括：S1：按照化学式组成将Ca源、Al源、Ta源、Mn源、Tb源和助熔剂混合，得到混合物；S2：对混合物进行研磨、煅烧，得到发光热致变色荧光材料。本发明的发光热致变色荧光材料具有高度的化学稳定性和耐紫外线腐蚀性，可以随温度变化呈现出完全不同的发光变化趋势，能够产生温度依赖的自校准荧光强度比信号，绿/红光荧光强度比对温度反应灵敏，相对温度敏感系数高，在温度传感领域具有良好的应用潜力。