本发明公开了一种二氧化硅溶胶及其制备方法,其中二氧化硅溶胶包含中空二氧化硅纳米粒子,所述中空二氧化硅纳米粒子为球状结构,包含内层和外层,所述内层为中空结构、所述外层为二氧化硅壳层;所述内层空腔直径为55nm~100nm;所述中空二氧化硅溶胶包含以下重量百分比组分:二氧化硅中空纳米粒子5%~10%,氢氧化钠0.1%~0.5%,其余为溶剂水。通过聚丙烯酸和氨水混合形成阳离子模板,硅源前驱体引发剂在模板表面生成粒子生长点,最后调控活性硅酸的加入量,实现空腔内径和壳层厚度的可控。该方法可一步制备二氧化硅溶胶,其水性分散液无污染。同时,该二氧化硅粒子空腔内径、壳层厚度可控,性能良好,在防反射膜产品、药物载体、催化剂等领域具有广阔的应用前景。