本发明涉及钙掺杂荧光增强的水溶性NaErF4:Yb红光上转换纳米材料的制备方法，属于无机功能材料技术领域。利用稀土铒盐和镱盐及钠盐，钙盐与氟源在180至250℃下经溶剂热反应生成，制备过程中以乙二醇和水为混合溶剂，添加梳形超分散剂控制纳米晶体颗粒的大小，获得了单分散的大小均匀，形貌规则的六方相纳米NaErF₄，通过掺杂Ca²⁺，Yb³⁺，获得了具有红色上转换荧光发射特性的产物，且产物能分散于水中形成透明溶胶。该方法掺杂Ca²⁺，减少了贵重稀土离子的用量，能够在较短的时间内获得六方相的NaErF₄，提高了上转换荧光效率，得到了水溶性的上转换材料。本发明的水溶性上转换纳米材料可应用于生物荧光标记或重金属离子检测等。