本发明公开了一种钴-膦催化剂及其制备方法与应用。所述钴-膦催化剂的制备方法包括：在还原性气氛中，使包含有钴源、膦配体和溶剂的第一均匀混合反应体系于70～140℃反应1～6h，再经后处理制得钴-膦催化剂。本发明还提供了一种合成β-羟基羧酸酯的方法，其包括：在CO气氛中，使包含有环氧化合物、甲醇、钴-膦催化剂的第二均匀混合反应体系于压力为2～8MPa、温度为30～110℃的条件下反应5～60h，制得β-羟基羧酸酯。本发明的钴-膦催化剂的制备方法简单，成本低，收率高，同时所获催化剂可将环氧化合物高效转化为β-羟基羧酸酯，且催化剂稳定性好，便于保存、运输、使用和回收再利用。