本发明公开了一种双原子掺杂碳纳米管及其制备方法和应用，属于材料领域。该方法首先利用聚合反应合成低聚物的树脂，然后低聚物的树脂与金属配位反应得到前驱体，通过高温碳化过程，制备得到双原子掺杂碳纳米管材料，其中金属原子与氮原子以配位键合的方式均匀地掺杂在碳纳米管结构中；该双原子掺杂碳纳米管材料作为电催化剂，表现出高效的氧还原催化性能，该方法工艺简单，原料丰富，制备的双原子掺杂碳纳米管材料品质高，在掺杂碳材料制备和电催化领域具有潜在的应用价值。