本发明提供了一种纳米氧化锆分散液、制备方法及应用，涉及光学树脂技术领域。该纳米氧化锆分散液包括纳米氧化锆、树脂和封帽剂，封帽剂中的R结构选自烷基、烷氧基、羰基、丙烯酰氧基、芳环、双键、环烷基、亚甲基、异氰酸酯基、巯基、氨基、羧基和羟基的至少一种；X选自胺基、羟基和硅氧基中的至少一种；Y结构选自氢、羧基、羟基、磺酸基、磷酸基、和硅氧基中的至少一种。本发明提供的纳米氧化锆分散液，封帽剂向纳米氧化锆表面引入电子给体基团，增加了纳米氧化锆粒子周围的双电层厚度，增加粒子之间的排斥力，从而提高纳米氧化锆分散液稳定性。该纳米氧化锆分散液在常温避光条件静置12个月后分散液稳定指数小于1.2，具有较好的稳定性。