本发明提供一种In2Se3纳米线及其制备方法和应用。该In2Se3纳米线的制备方法包括如下步骤:第二载气将气相Se输送到含有催化剂的衬底上并与In2O3接触,再通入第一载气将In2O3还原,然后在所述衬底上沉积生长得到In2Se3纳米线。本发明制备方法简单高效,可以对纳米线的均匀度、直径、长度进行调控,制备得到的In2Se3纳米线克服了现有技术中In2Se3纳米线短而稀疏的劣势。