本发明提供了一种甲醇电氧化催化剂的制备方法，将碳纳米材料的分散液涂覆在基底的表面，得到模板；利用原子层沉积法在所述模板的表面沉积含氮有机聚合物膜和Pt纳米颗粒，得到催化剂前驱体；在保护气氛下，将所述催化剂前驱体进行热处理，得到甲醇电氧化催化剂。本发明利用原子层沉积法在碳载体上沉积含氮有机聚合物膜和Pt纳米颗粒，经热处理后，含氮有机聚合物膜碳化为导电的含氮碳膜，与单纯的Pt催化剂相比，在甲醇电催化氧化过程中表现出更高的活性及稳定性。同时，本发明方法简单可控，便于各组分含量、尺寸的精确调节，产品制备均匀性好，重复性高。