本发明属于纳米材料制备技术领域，特别涉及一种水热法合成不同形貌纳米氧化铈的方法，采用如下步骤：1)室温下配制浓度为0.01-0.1mol/L的Ce(NO3)·6H2O水溶液；2)按照体积比1∶1-8∶1-10加入H2O2、硝酸亚铈水溶液和反应温度下能挥发成气体且不参与反应的有机溶剂形成混合溶液；3)将混合溶液放入高温反应釜中，140-240℃下反应2-72h；4)反应结束后，倒去上层溶液，纳米氧化铈直接沉在反应釜底部，加入乙醇分散即可。本发明由于未加入任何表面活性剂，而加入的氧化剂双氧水反映后无残留，可以省去传统纳米制备工艺所需要的后处理工艺，对纳米材料的工业化应用有巨大推动作用。