本发明公开了一种层状扁球形结构氧化铈材料及其制备方法和应用。本发明的一种层状扁球形结构氧化铈材料的制备方法以水热反应为基础，通过在铈前驱体中添加碳源改性物或过渡金属盐，通过碳或者过渡金属氧化物对制备的氧化铈进行掺杂，以调节制备的氧化铈基纳米材料的表面空位和吸附位点结构，使得制备出的氧化铈材料实现光催化性能的高度选择性。此外，本发明的一种层状扁球形结构氧化铈材料的制备方法具有方法简单可控、原料和设备成本低等优点，对于实现稀土氧化铈半导体光催化材料的进一步应用具有重要意义。