本发明的水溶性NaYF4NaGdF4上转换核壳结构纳米晶及其制备方法属于微波多元醇化学方法合成的技术领域。本发明的上转换核壳结构纳米晶是制备外层四氟钆钠壳添加量的不同尺寸可调控的球，平均直径14～38纳米；所得到的物相从四方相向六方相转变。本发明的核壳结构纳米晶有聚乙烯亚胺包覆在四氟钆钠纳米晶的表面,使粒子具备良好的水溶性,可以控制产物的形貌，使纳米晶具有很好的生物兼容性；随着壳层的增加可使上转换发光随之增强，荧光寿命淬灭时间增长；可作为一种有效的CT响应剂，在生物成像等领域有着潜在的应用价值。即，本发明核壳结构纳米晶具有较高的荧光效率，较好的水溶性和生物应用价值。