本发明涉及一种由合成气制低碳烯烃的催化剂及其制备方法和应用，以干基计并以催化剂的重量为基准，该催化剂包括30-95重量％的金属改性硫化钼、5-70重量％的分子筛和大于0至小于等于50重量％的无机氧化物粘结剂；其中，所述金属改性硫化钼由金属M改性，所述金属M为选自Ni、Mn、Ce和Co中的至少一种；所述分子筛为选自SAPO-34分子筛、SAPO-41分子筛和SAPO-11分子筛中的至少一种。本发明提供的催化剂应用于合成气制低碳烯烃时，乙烯选择性好。