本发明涉及一种硫硒化钼/碳纳米管复合材料及其制备和应用，所述硫硒化钼/碳纳米管复合材料为硫硒化钼纳米片均匀包覆碳纳米管。制备：混酸处理碳纳米管，然后通过溶剂热法在碳纳米管上原位生长硒化钼得到硒化钼‑碳纳米管复合材料；通过高温置换反应实现硫对硒化钼纳米片的掺杂，即得。复合材料在电催化水分解器件、锂离子电池、超级电容器中的应用。将硒化钼与碳纳米管进行有效复合，能实现两者间良好的协同作用，并通过硫掺杂来调控其电子结构，从而制备出电化学性能优异的硫硒化钼‑碳纳米管复合材料。