本发明涉及一种羧基化纤维素纳米球的制备方法，包括：（1）将纤维素原料置于碱液中浸泡，滤出后水洗至中性；（2）将上述纤维素原料浸入氧化性盐水溶液中反应，所得产物经过滤、水洗、冷冻干燥，即得羧基化纤维素纳米球。本发明制备过程绿色环保，工艺简便，适合于规模化生产；所用原料可利用废弃的纤维素基纤维或纺织品，所采用的化学药品易得廉价；所制得的纤维素纳米球尺寸小、可控，具有比表面积大、反应活性高等优点，在纳米复合材料、生物医用材料、食品、化妆品与涂料的稳定剂等领域具有广泛的应用前景。