本发明公开了一种水溶性纳米精油胶束溶液及其制备方法。该胶束粒子，包括载体和精油分子；所述载体由亲水基团和疏水基团组成；所述精油分子包埋于疏水基团中形成球状的纳米胶束的内部，纳米胶束外部为亲水基团的分子链。制备方法：a.载体的预处理；b.精油的包埋；c.纳米精油的固定；d.透析、除杂。本发明利用一种安全无毒且生物相容性良好的共聚物作为载体，将精油分子包埋于载体分子中并形成纳米胶束溶液，该纳米胶束溶液包埋率高、粒径小，稳定性和缓释性能好，安全性高并且制备工艺简单，可用于大规模生产。所制备的纳米胶束溶液可以用于化妆品等日化产品中。