本发明公开了一种内芯式三叶草形催化剂载体及其制备方法和应用，该催化剂载体包括催化剂载体棒，催化剂载体棒包括外壳和内芯，外壳横截面呈中空的三叶草形，内芯填满外壳的中空部分；外壳为多孔结构材质，内芯为密实结构材质且内芯比表面积＜1m2/g。该制备方法包括1)将呈多孔结构的Al2O3粉体与含助挤剂和胶溶剂的水溶液充分混合，得物料Ⅰ；2)将呈密实结构的Al2O3粉体与含助挤剂和胶溶剂的水溶液充分混合，得物料Ⅱ；3)将物料Ⅰ和物料Ⅱ进行挤出成型后进行干燥和焙烧。将该催化剂载体应用于制备费托合成催化剂。该催化剂载体抗压碎强度高，可大规模工业化生产，用本催化剂载体制得的费托合成催化剂内扩散效应小，甲烷选择性低，C5+选择性高。