本发明提供了一种氮掺杂石墨烯片及其制备方法和应用，以氨水作为氮源，采用了两步反应法制得氮掺杂石墨烯片。反应过程中不使用任何表面活性剂，反应物成分简单，反应条件温和，解决了现有制备方法存在的反应条件苛刻、含氮量低、生产成本高等问题。制备过程中氨水的加入促进了氧化石墨烯还原成石墨烯，同时作为氮源制得氮掺杂石墨烯片。本发明可用于制备高质量纯净的氮掺杂石墨烯片，其具有优异的电化学性能，可用于制备超级电容器电极材料。