一种费托合成催化剂及其应用，所述催化剂含有含分子筛的载体和选自钴和/或铁的活性金属组分，以催化剂为基准，以氧化物计的选自钴和/或铁的活性金属组分的含量为1-70重量％，分子筛的含量为2-50重量％，所述选自钴和/或铁的活性金属组分在催化剂颗粒中的分布满足Dn/Dz＝0.1-0.9，其中，Dn＝Dz-2Q，Dz为用SEM测得的催化剂的粒径，Q为用EDX测得的钴/铁元素径向分布形成的壳层厚度Q。采用本发明提供的催化剂进行费托合成反应，其中的CO的转化率更高，汽油馏分油选择性更好，油中的异构烃比例更高。