本发明公开了一种水溶性非晶氧化铁纳米簇的制备方法，属于纳米材料和生物工程技术领域。该方法通过控制亲水性分子种类和反应条件，精准控制纳米簇尺和表面电荷。用来修饰水溶性非晶氧化铁纳米簇的亲水性分子均带有与氧化铁有较强结合能力的基团：巯基，胺基或羧基，能有效保障纳米簇在水中的分散性、稳定性和生物相容性。本发明所合成的非晶氧化铁纳米簇形貌均一，尺寸分布窄，弛豫率高，能在短时间内从体内完全降解并排出体外，在不影响正常生理活动的情况下实现有效磁共振成像。作为能快速从体内排出的磁共振造影剂，该方法制备出的水溶性非晶氧化铁纳米簇在恶性病变(如肿瘤)的早期诊断等磁共振成像生物医学领域具有十分广泛的应用前景。